블록체인 정보보안 중간고사

문서 내 토픽

1. 암호화폐의 개요

비트코인은 사이퍼펑크 활동가들의 메일링 리스트를 통해 공개되었으며, 프라이버시 보호와 밀접한 관련이 있다. 데이비드 차움 박사가 1982년 추적 불가능한 전자화폐 개념을 제안했으나 블록체인 기반이 아니어서 위폐 위험이 있었다. 2008년 사토시 나카모토는 블록체인 기반의 비트코인을 제안하여 은행 없이 위폐를 차단할 수 있게 했다. CBDC, 가상화폐, 암호화폐, 알트코인은 중앙집중형/탈중앙형, 정부/민간 기준으로 구분된다.
2. 암호학의 이론적 토대

암호의 역사는 기원전 2천 년경 이집트 상형문자에서 시작되었다. 기원전 450년경 스파르타의 스키테일은 최초의 군사 암호로, 원통형 막대에 양피지를 감아 메시지를 암호화했다. 대칭키 암호 방식은 쌍방이 같은 키를 미리 공유해야 하는 문제가 있다. 1976년 휫필드 디피와 마틴 헬먼이 개발한 공개키 암호 방식은 맹꽁이 자물쇠처럼 누구든 채울 수 있지만 열 때는 열쇠가 필요한 비대칭키 방식이다.
3. RSA 암호와 소인수분해

RSA는 최초의 공개키 암호로, 두 개의 소수 p와 q를 곱한 값(pxq)을 공개키로 사용한다. 공개키(e, pxq)로 누구든 메시지를 암호화할 수 있지만, 개인키 d를 아는 사람만 복호화 가능하다. RSA 해독을 위해서는 pxq 값을 소인수분해하여 p와 q를 찾아야 하는데, 이는 매우 어려운 계산 문제로 RSA의 보안 기초가 된다.
4. 전자서명과 작업증명

그래픽 기반 전자서명은 포토샵으로 복제 가능하고 시각에만 의존하여 취약하다. 공개키 암호 기반 전자서명은 개인키로 수학적 연산을 통해 고유한 서명값을 생성하고, 수신자는 공개키로 진위를 수학적으로 확인한다. 비트코인의 작업증명(PoW)은 비잔틴 장군 문제를 해결하기 위해 사용자가 투표할 때마다 복잡한 암호퍼즐을 풀도록 설계되어 다중 ID 공격을 방지한다.

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1. 암호화폐의 개요

암호화폐는 블록체인 기술을 기반으로 한 혁신적인 금융 자산으로, 중앙 집중식 통제에서 벗어나 분산된 네트워크를 통해 거래가 이루어진다는 점에서 의의가 있습니다. 비트코인을 시작으로 다양한 암호화폐가 등장했으며, 각각 고유한 기술적 특성과 목적을 가지고 있습니다. 다만 가격 변동성이 크고 규제 체계가 미흡하며, 투기적 수요로 인한 부작용도 존재합니다. 암호화폐의 기술적 가치와 실제 활용성을 구분하여 평가할 필요가 있으며, 장기적으로는 금융 시스템의 일부로 안정화될 가능성이 있습니다.
2. 암호학의 이론적 토대

암호학은 정보 보안의 핵심 학문으로, 수학적 원리에 기반하여 데이터를 보호하고 인증하는 방법을 제공합니다. 대칭키 암호와 공개키 암호 등 다양한 암호 방식이 개발되었으며, 이들은 현대 정보통신 시스템의 필수 요소입니다. 암호학의 이론적 토대는 수론, 대수학, 확률론 등 순수 수학에 기반하고 있어 학문적 엄밀성이 높습니다. 양자 컴퓨팅의 발전에 따라 기존 암호 체계의 안전성이 위협받을 수 있으므로, 지속적인 연구와 개선이 필수적입니다.
3. RSA 암호와 소인수분해

RSA 암호는 큰 수의 소인수분해의 어려움을 기반으로 하는 공개키 암호 방식으로, 현재까지 가장 널리 사용되는 암호화 알고리즘 중 하나입니다. 두 개의 큰 소수의 곱으로 이루어진 공개키와 개인키의 비대칭적 특성이 보안의 핵심입니다. 소인수분해 문제의 계산 복잡도가 높아 현재 기술로는 충분히 큰 키에 대해 해독이 불가능하다는 점이 강점입니다. 그러나 양자 컴퓨터의 등장 시 쇼어 알고리즘에 의해 빠르게 해독될 수 있다는 한계가 있어, 포스트-양자 암호 개발이 진행 중입니다.
4. 전자서명과 작업증명

전자서명은 디지털 문서의 진위성과 무결성을 보장하는 중요한 기술로, RSA나 ECDSA 등의 공개키 암호 방식을 활용합니다. 법적 효력을 가지며 부인 방지 기능을 제공하여 전자거래의 신뢰성을 확보합니다. 작업증명(Proof of Work)은 블록체인에서 채굴자들이 복잡한 수학 문제를 풀어 거래의 유효성을 증명하는 메커니즘으로, 네트워크 보안을 유지하는 핵심 요소입니다. 두 기술 모두 암호학적 원리에 기반하며, 디지털 환경에서 신뢰와 보안을 구현하는 데 필수적이나, 작업증명의 높은 에너지 소비는 환경 문제로 지적되고 있습니다.

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