암호문 공격(Ciphertext Attack)

개요

암호문 공격(Ciphertext Attack)은 공격자가 암호화된 데이터를 기반으로 원문(평문)을 유추하거나 키를 추정하려는 공격 기법입니다. 암호화는 데이터 보호의 핵심 기술이지만, 그 자체도 다양한 공격 시나리오에 노출될 수 있으며, 특히 공개키 기반 시스템이나 대칭키 암호화 방식에 따라 공격 방식이 달라집니다. 암호 알고리즘을 무력화하는 것이 아니라, 그 구현 또는 운용상의 허점을 노리는 것이 특징입니다.

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1. 개념 및 정의

항목	설명
정의	공격자가 암호화된 데이터(암호문)만을 활용해 원문 또는 암호키를 추정하려는 공격 방식
분류 기준	암호문만 사용, 일부 평문 접근, 암호 생성기 접근 가능 여부에 따라 분류
공격 대상	암호화 알고리즘의 수학적 구조, 암호 운용 모드, 패딩 처리, 키 관리 등

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2. 주요 암호문 공격 유형

유형	설명	예시
암호문 단독 공격 (Ciphertext Only Attack, COA)	암호문만 존재, 통계적/패턴 분석으로 평문 추정	고전 암호(시저, Vigenère 등) 해독
선택 평문 공격 (Chosen Plaintext Attack, CPA)	공격자가 임의 평문을 암호화시켜 결과 분석	Bleichenbacher 공격 (RSA PKCS#1 v1.5)
선택 암호문 공격 (Chosen Ciphertext Attack, CCA)	암호문을 복호화해 평문 확인 후 키 추정	Adaptive CCA (ex. padding oracle attack)
알려진 평문 공격 (Known Plaintext Attack, KPA)	일부 평문·암호문 쌍 존재	Enigma 해독, WLAN WEP 암호 분석
관련키 공격 (Related-Key Attack)	키 간 수학적 관계를 이용해 마스터 키 유추	일부 AES 변종에서 발견된 구조적 취약점

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3. 주요 사례

사례	내용
Padding Oracle Attack	CBC 모드 암호화에서 패딩 오류 응답을 기반으로 평문 추출
SSL/TLS BEAST 공격	TLS 1.0 CBC 모드에서 IV 예측으로 세션 복호화 시도
PGP CFB 복호화 공격	블록 암호의 초기 블록 누출을 통한 평문 회수
WPA/WEP 취약점	무선 암호에서 IV 재사용 문제로 암호문 분석 가능

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4. 암호문 공격 방어 전략

전략	설명
강력한 암호 알고리즘 사용	최신 AES-GCM, RSA-OAEP 등 CCA 방어 설계 사용
암호 운용 모드 개선	CBC → GCM, SIV 등 인증형 암호화 모드로 대체
패딩 보안 강화	패딩 오류 메시지 일관화, 타이밍 공격 차단
키 관리 강화	키 수명 제한, 회전 정책, 키 별 인증 정책 적용
보안 라이브러리 사용	직접 구현 대신 검증된 암호화 프레임워크 사용 (ex. OpenSSL, libsodium)

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5. 기술적 고려사항

항목	설명
인증된 암호화(AEAD)	암호화와 무결성 검증을 동시에 지원하는 모드 사용 (ex. AES-GCM)
타이밍 분석 방어	연산 시간 기반 추론 차단을 위한 일정 시간 처리 구성
고정 응답 설계	오류 응답 메시지/속도를 일정하게 유지하여 공격자 분석 방지
랜덤 초기화 벡터(IV)	예측 불가능한 IV를 사용하여 중복 암호문 방지

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6. 향후 트렌드 및 대응 방향

트렌드	설명
양자 내성 암호(Post-Quantum Cryptography)	양자 컴퓨팅 시대 대비 새로운 알고리즘 필요 (NIST PQC 후보군 중심 도입 확대)
자동 암호 구성 툴	구현 오류를 줄이기 위한 라이브러리 기반 암호화 설계 자동화
보안 코딩 교육 강화	개발자 대상 암호 운용 원칙 교육 필수화
클라우드 암호화 API	KMS, HSM API 내장된 보안 기본 암호화 환경 제공 확대

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결론

암호문 공격은 완벽한 암호 알고리즘도 운용 방식에 따라 뚫릴 수 있다는 사실을 보여줍니다. 강력한 암호화보다 중요한 것은 ‘올바른 암호 운용’입니다. 개발자와 보안 담당자는 키 관리, 운용 모드, 오류 처리 방식까지 고려한 통합적인 보안 설계를 통해 암호문 공격에 대비해야 합니다.