대칭 암호화 (Symmetric Encryption)

Jan 28, 2026

핵심 개념

대칭 암호화(Symmetric Encryption)는 암호화와 복호화에 동일한 비밀 키를 사용하는 암호화 방식이다. 네트워크에서 송신자/수신자 주소를 신뢰할 수 없으므로, 암호화로 메시지 수신자를 제한한다(키 보유자만 복호화 가능).

비유하면, 똑같은 자물쇠 열쇠를 두 사람이 가지고 있는 것이다. 하나로 잠그면 다른 하나로 열린다.

동작 원리

암호화 흐름

Alice                              Bob
  │                                  │
  │  ──────── 키 교환 ────────────>  │
  │         (안전한 채널)            │
  │                                  │
  │  평문 m                          │
  │    ↓                             │
  │  c = E_k(m)                      │
  │    ↓                             │
  │  ═══════ 암호문 c ═══════════>   │
  │        (공개 채널)               │
  │                             m = D_k(c)

Block Cipher vs Stream Cipher

구분	Block Cipher	Stream Cipher
처리 단위	고정 크기 블록	바이트/비트 스트림
특징	치환/순열 연산	키스트림과 XOR
용도	짧은 메시지, 블록 단위	긴 메시지, 실시간
예시	DES, AES	AES-CTR mode

주요 알고리즘

알고리즘	키 길이	블록 크기	상태
DES	56-bit	64-bit	취약 (brute-force 가능)
3DES	168-bit	64-bit	레거시
AES	128/192/256-bit	128-bit	현재 표준

AES(Advanced Encryption Standard)는 2001년 NIST가 채택한 Rijndael 알고리즘 기반이며, FIPS-197로 표준화되었다.

키 교환 문제

대칭 암호의 핵심 과제: 두 당사자가 비밀 키를 어떻게 안전하게 공유?

Out-of-band 교환 (직접 전달)
신뢰할 수 있는 제3자 (Certificate Authority)
비대칭 암호화로 대칭 키 전송

N명이 통신할 경우 N(N-1)/2개 키가 필요하다.

예시

Alice와 Bob이 AES-256으로 통신:

사전에 안전한 채널로 256비트 키 공유
Alice가 평문을 AES로 암호화하여 전송
Bob이 동일한 키로 복호화