KR100659607B1 - 디지털서명 생성 및 확인 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테이블을 구성하고 있는 비밀키들을 효율적으로 사용함으로서 생성할 수 있는 디지털서명의 개수를 증가시킬 수 있는 방안을 제안한다. 이를 위해 본 발명은 그리스머 코드를 이용하여 디지털서명을 생성하는 방안을 제안한다. 즉, 그리스머 코드(Griesmer code)를 이용하여 전달할 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하고, 변환된 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 비밀키들 중 하나의 비밀키에 대응시키고, 대응된 비밀키들을 조합하여 상기 디지털서명을 생성하는 디지털서명 생성 장치를 제안한다. 또한 그리스머 코드를 이용하여 수신한 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하고, 변환한 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 공개키들 중 하나의 공개키에 대응시키고, 대응된 공개키를 조합한 값과 수신한 디지털서명을 해쉬한 값이 동일한 지 여부를 확인하는 디지털서명 수신 장치를 제안한다.

디지털 서명, 멀티 타임 서명, 해쉬 함수, 일방향 함수, 비밀키, 공개키

Description

디지털서명 생성 및 확인 방법 및 그 장치{Method and apparatus for digital signature generation and validation}

도 1은 디지털서명을 생성하기 위한 비밀키와 디지털서명의 위조 여부를 확인하기 위한 공개키의 대응관계를 도시한 도면,

도 2는 변환한 코드워드와 복수 개의 비밀키들로 구성된 테이블을 이용하여 디지털서명을 생성하는 예를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털서명 생성 장치에서 수행되는 동작을 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털서명 확인 장치에서 수행되는 동작을 도시한 도면,

도 5a는 종래 방식에 의해 생성되는 디지털서명의 개수를 도시한 도면, 그리고,

도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 생성되는 디지털서명의 개수를 도시한 도면이다.

본 발명은 전자서명(Electronic Signature)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자 서명의 일종인 디지털서명(Digital Signature)을 생성하기 위한 서명의 복잡도와 신속히 디지털서명을 수행할 수 있는 방안을 제안함에 있다.

디지털서명은 펜이나 필기구 대신 컴퓨터 등을 매개로 하여 서명자의 신원을 확인하기 위해 생성되는 정보를 의미한다. 디지털서명은 자료메시지에 부착되거나 논리적으로 결합된 전자적 형태의 자료로, 서명자의 신원을 확인하고 자료메시지의 내용에 대한 그 사람의 승인을 나타낼 목적으로 사용된다. 디지털서명은 손으로 하는 수기서명(manual signature) 또는 날인의 전자적인 대체물로서 펜 대신에 컴퓨터를 매개로 하여 생성되는 정보라고 할 수 있다. 일반적으로 디지털서명은 공개키 암호방식(비대칭적 암호체계)을 이용한다.

디지털서명은 디지털서명에 작성자로 기재된 자가 그 전자문서를 작성하였다는 사실과 작성내용이 송·수신과정에서 위조·변조되지 않았다는 사실을 증명하고, 또한 작성자가 그 전자문서 작성사실을 나중에 부인할 수 없게 하는 역할을 한다.

디지털서명은 인터넷쇼핑이나 사이버 금융거래 등에서 생길 수 있는 정보유출 등의 위험을 줄일 수 있는 효과가 있으므로, 디지털서명을 활용하면 개인정보 도용이나 변조를 원천적으로 차단할 수 있다.

디지털서명의 대표적인 용도는 인터넷뱅킹 등의 금융거래, 인터넷 민원서비스, 인터넷쇼핑 등이 있으며, 앞으로 국제간 전자상거래, 전자투표 등으로 확대될 수 있다. 인터넷뱅킹이나 온라인 주식거래에 필요한 공인인증서는 국가가 지정한 공인인증기관에서 발행하고 공개키를 관리하는 대표적인 디지털서명이다.

도 1은 디지털서명을 생성하기 위해 사용하는 비밀키(Secret Key: SK)들로 구성된 테이블과 공개키(Public Key: PK)들로 구성된 테이블을 도시하고 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 테이블로 표현된 비밀키는 (q ×n)개의 키들로 구성된다. 공개키는 비밀키를 해쉬함으로서 획득된다. 해쉬함수는 일방향 함수이므로 비밀키로부터 공개키를 획득할 수 있으나, 공개키로부터 비밀키는 획득할 수 없다. 따라서, 공개키만을 알고 있는 제3자는 비밀키를 획득할 수 없다.

도 2는 설정된 방식에 의해 전송할 메시지를 처리한 코드워드와 비밀키들로 구성된 테이블을 도시하고 있다. 상술한 바와 같이 디지털서명은 코드워드와 비밀키들로 구성된 테이블을 이용하여 생성한다. 즉, 코드워드를 구성하고 있는 각 비트에 대응되는 비밀키의 조합으로 디지털서명을 생성한다.

하지만, 디지털서명을 생성하기 위해 한 번 사용한 비밀키는 제3자의 공격에 노출되므로, 한번 사용한 비밀키의 재사용은 일정한 제한을 갖는다. 따라서 한정된 비밀키들을 이용하여 많은 코드워드를 전달하거나, 디지털서명을 생성하기 위해서는 테이블로 구성된 비밀키를 효율적으로 사용하는 방안이 제안된다.

도 2는 A0 내지 A3으로 구성된 4개의 코드워드들을 도시하고 있으며, 각 코드워드에 대응되는 디지털서명을 생성하는 일 예를 도시하고 있다. A0의 서명이 A1, A2의 서명 집합에는 속하지 않으나 A1, A2, A3의 서명 집합에는 속함을 보여주고 있다. 이는 하나의 비밀키 테이블을 갖고 있는 경우 두개를 서명하는 경우는 안전하나 세개의 메시지가 서명이 되었을 경우 새로운 서명을 위조할 가능성이 높음 을 보여주고 있다. 다시 말하면 이 경우는 어떤 두개의 서명도 새로운 메시지를 서명할 비밀키들을 모두 노출시키지는 않지만 서명이 세개가 되면 세개의 서명값으로 새로운 메시지의 서명값을 유도할수 있게 된다. 이런 비밀키의 테이블과 서명시스템에서는 안전한 서명개수는 2개가 된다. 그러므로 여기서 한 비밀키 테이블로 더 많은 서명을 안전하게 할 수 있는 방법이 필요하다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 테이블을 구성하고 있는 비밀키들을 효율적으로 사용함으로서 생성할 수 있는 디지털서명의 개수를 늘릴 수 있는 방안을 제안함에 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 과제는 테이블을 구성하고 있는 비밀키들을 효율적으로 사용함으로서 제3자의 공격으로부터 안전한 디지털서명을 생성할 수 있는 방안을 제안함에 있다.

따라서 본 발명의 과제들을 이루기 위해 그리스머 코드(Griesmer code)를 이용하여 전달할 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하는 단계; 상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 비밀키들 중 하나의 비밀키에 대응시키는 단계; 및 상기 대응된 비밀키들을 조합하여 상기 디지털서명을 생성하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 디지털서명 생성 방법을 제안한다.

따라서 본 발명의 과제들을 이루기 위해 그리스머 코드(Griesmer code)를 이 용하여 수신한 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하는 단계; 상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 공개키들 중 하나의 공개키에 대응시키는 단계; 및 상기 대응된 공개키를 조합한 값과 수신한 디지털서명을 해쉬한 값이 동일한 지 여부를 확인하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 디지털 서명 확인 방법을 제안한다.

따라서 본 발명의 과제들을 이루기 위해 그리스머 코드(Griesmer code)를 이용하여 전달할 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하는 변환부; 및 상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 비밀키들 중 하나의 비밀키에 대응시키고, 상기 대응된 비밀키들을 조합하여 상기 디지털서명을 생성하는 디지털서명 생성부;를 포함함을 특징으로 하는 디지털서명 생성 장치를 제안한다.

따라서 본 발명의 과제들을 이루기 위해 그리스머 코드(Griesmer code)를 이용하여 수신한 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하는 변환부; 및 상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 공개키들 중 하나의 공개키에 대응시키고, 상기 대응된 공개키를 조합한 값과 수신한 디지털서명을 해쉬한 값이 동일한 지 여부를 확인하는 디지털서명 확인부;를 포함함을 특징으로 하는 디지털 서명 확인 장치를 제안한다.

따라서 본 발명의 과제들을 이루기 위해 그리스머 코드(Griesmer code)를 이용하여 전달할 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하고, 상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 비밀키들 중 하나 의 비밀키에 대응시키고, 상기 대응된 비밀키들을 조합하여 상기 디지털서명을 생성하는 디지털서명 생성 장치; 및 상기 그리스머 코드를 이용하여 수신한 상기 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하고, 상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 공개키들 중 하나의 공개키에 대응시키고, 상기 대응된 공개키를 조합한 값과 수신한 디지털서명을 해쉬한 값이 동일한 지 여부를 확인하는 디지털서명 수신 장치;를 포함함을 특징으로 하는 디지털 서명 확인 시스템을 제안한다.

본 발명은 적어도 디지털서명을 생성하기 위해 그리스머(Griesmer) 코드를 사용하는 방안을 제안하다. 이하 도면들을 이용하여 본 발명에서 제안하는 그리스머 코드를 사용하여 디지털서명을 생성하는 방안에 대해 알아보기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리스머 코드를 이용하여 디지털서명을 생성하는 과정을 도시하고 있다. 이하 디지털서명을 생성하는 부분을 디지털서명 생성 장치라 하며, 디지털 서명 생성 장치는 변환부와 디지털서명 생성부를 포함한다. 디지털서명 생성 장치로부터 전송되는 디지털서명을 수신하는 부분을 디지털서명 확인 장치라 하며, 디지털서명 확인 장치는 변환부와 디지털 서명 확인부를 포함한다.

상술한 바와 같이 비밀키들로 구성된 테이블을 이용하여 디지털서명을 생성하는 방안은 두 가지로 구분된다. 즉, 하나의 테이블을 이용하여 하나의 디지털서명만을 생성하는 방안이 있으며, 이를 원 타임 시그너쳐(one time signature)라 한다. 이외에 하나의 테이블을 이용하여 적어도 두 개의 디지털서명을 생성하는 방안 이 있으며, 이를 멀티 타임 시그너쳐(multi time signature)라 한다. 원 타임 시그너쳐는 디지털서명을 생성할 필요가 있을 때마다 갱신된 테이블이 디지털서명생성 장치와 디지털서명 확인 장치간에 송수신되어야 한다. 이와 같은 단점을 극복하기 위해 멀티 타임 시그너쳐를 사용한다.

멀티 타임 시그너쳐 하나의 테이블을 이용하여 적어도 두 개의 디지털서명을 생성할 수 있으며, 생성할 수 있는 디지털서명의 개수가 증가될수록 멀티 타임 시그너쳐의 효율이 증대된다. 따라서, 본 발명은 테이블을 이용하여 생성할 수 있는 디지털서명의 개수를 증가시킬 수 있는 방안을 제안한다.

디지털서명 생성 장치의 변환부는 전달받은 메시지를 그리스머 코드를 이용하여 코드워드로 변환한다. 그리스머 코드에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

디지털서명 생성부는 변환한 코드워드와 대응되는 비밀키들을 테이블로부터 추출함으로서 디지털서명을 생성한다. 도 3에 의하면, 사용되는 그리스머 코드가 (n, k, d, q)의 파라미터를 가질 때 테이블은 (q×n)개의 비밀키들로 구성되며, n은 코드워드의 길이를 의미한다. 즉, 디지털서명을 위한 코드워드의 길이는 n이다. 이에 대해서는 도 3에서 상세하게 기술하고 있다.

즉, 코드워드가 (a1, a2, ..., an), (0≤ai〈q)일 때, 이 코드워드에 대응되는 비밀키는 테이블의 (a1, 1), (a2, 2), ..., (an, n)에 위치한 값이 된다.

디지털서명 생성부는 대응된 비밀키들을 조합한 디지털서명을 생성한다. 디지털서명 생성부는 생성한 디지털서명과 메시지를 전송한다. 이와 같이 본 발명은 RS 코드를 이용하여 디지털서명을 생성하는 방안 대신 그리스머 코드를 이용하여 디지털서명을 생성하는 방안을 제안한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털서명 수신 장치에서 수신한 디지털서명의 위조 여부를 확인하는 과정에 대해 알아보기로 한다.

변환부는 전달받은 메시지를 그리스머 코드를 이용하여 코드워드로 변환한다. 상술한 바와 같이 디지털서명 생성 장치와 디지털서명 확인 장치는 동일한 코드를 사용한다. 즉, 디지털서명 생성 장치의 변환부와 디지털서명 확인 장치의 변환부는 그리스머 코드를 이용하여 전달받은 메시지를 코드워드로 변환한다.

디지털서명 확인부는 변환한 코드워드와 대응되는 공개키들을 테이블로부터 추출함으로서 특정 값(H)들을 산출한다. 이하 특정 값을 해쉬 값이라 한다. 상술한 바와 같이 공개키는 비밀키를 해쉬함으로서 획득한다. 또한, 각 코드워드를 구성하고 있는 비트에 대응되는 공개키의 위치와 비밀키의 위치는 동일하다. 즉, 비밀키 테이블에서 서명할 비밀키값의 위치를 찾을 때와 마찬가지로 메시지를 보고 생성한 코드워드로부터 공개키값의 위치를 찾아 그 값이 서명된 값을 해쉬한 결과와 일치하는 지를 검증한다.

디지털서명 확인부는 전달받은 디지털서명을 해쉬한다. 디지털서명 확인부는 해쉬한 디지털서명과 해쉬값이 동일한 지 여부를 판단한다. 판단 결과 해쉬한 디지털서명과 해쉬값이 동일하면, 디지털서명 확인부는 전달받은 디지털서명이 위조 또는 변조되지 않았다고 인식한다. 판단 결과 해쉬한 디지털서명과 해쉬값이 동일하지 않으면, 디지털서명 확인부는 전달받은 디지털서명이 위조 또는 변조되었다고 판단한다.

도 5는 본 발명에서 제안하는 그리스머 코드를 이용하여 디지털서명을 생성하는 경우와 종래 RS 코드를 이용하여 디지털서명을 생성하는 경우를 도시하고 있다. 특히, 도 5(a)는 RS 코드를 이용하여 디지털서명을 생성하는 경우이며, 도 5(b)는 본 발명에서 제안하는 그리스머 코드를 이용하여 디지털서명을 생성하는 경우이다.

도 5(a)에 도시되어 있는 바와 같이 RS 코드를 사용할 경우 5×5 테이블에 의해 2개의 디지털서명을 생성하나, 본 발명에서 제안하는 그리스머 코드를 사용할 경우 5×6 테이블에 의해 3개의 디지털서명이 생성된다. 이와 같이 그리스머 코드를 사용함으로서 생성할 수 있는 디지털서명의 개수가 증가된다.

본 발명에서 제안하고 있는 바와 같이 디지털서명 생성부가 디지털서명을 생성하기 위해 RS 코드 대신 그리스머 코드를 이용한다. 이와 같이 디지털서명 생성부가 그리스머 코드를 이용함으로서 생성할 수 있는 디지털서명의 개수를 증가시킨다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 적절한 모든 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (15)

1. 그리스머 코드(Griesmer code)를 이용하여 전달할 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하는 단계;

   그리스머 코드 파라미터에 대응되는 크기의 비밀키 테이블을 생성하는 단계;

   상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 비밀키들 중 하나의 비밀키에 대응시키는 단계; 및

   상기 대응된 비밀키들을 조합하여 상기 디지털서명을 생성하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 디지털서명 생성 방법.
2. 제 1항에 있어서, 공개키는 일방향 함수에 의해 상기 비밀키로부터 획득됨을 특징으로 하는 상기 디지털서명 생성 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 일방향 함수는 해쉬 함수임을 특징으로 하는 상기 디지털서명 생성 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 생성한 디지털서명과 상기 메시지를 전송함을 특징으로 하는 상기 디지털서명 생성 방법.
5. 그리스머 코드(Griesmer code)를 이용하여 수신한 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하는 단계;

   상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 공개키들 중 하나의 공개키에 대응시키는 단계; 및

   상기 대응된 공개키를 조합한 값과 수신한 디지털서명을 해쉬한 값이 동일한 지 여부를 확인하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 디지털 서명 확인 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 공개키는 상기 비밀키를 해쉬함으로서 획득함을 특징으로 하는 상기 디지털서명 확인 방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 디지털서명을 해쉬한 값과 상기 공개키를 조합한 값이 동일하면 상기 디지털서명이 위조되지 않았다고 판단함을 특징으로 하는 상기 디지털서명 확인 방법.
8. 그리스머 코드(Griesmer code)를 이용하여 전달할 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하는 변환부;

   상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 비밀키들 중 하나의 비밀키에 대응시키고, 상기 대응된 비밀키들을 조합하여 상기 디지털서명을 생성하는 디지털서명 생성부;를 포함함을 특징으로 하는 디지털서명 생성 장치.
9. 제 8항에 있어서, 공개키는 일방향 함수에 의해 상기 비밀키로부터 획득됨을 특징으로 하는 상기 디지털서명 생성 장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 일방향 함수는 해쉬 함수임을 특징으로 하는 상기 디지털서명 생성 장치.
11. 제 8항에 있어서, 상기 디지털서명 생성부는,

    상기 생성한 디지털서명과 상기 메시지를 전송함을 특징으로 하는 상기 디지털서명 생성 장치.
12. 그리스머 코드(Griesmer code)를 이용하여 수신한 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하는 변환부; 및

    상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 공개키들 중 하나의 공개키에 대응시키고, 상기 대응된 공개키를 조합한 값과 수신한 디지털서명을 해쉬한 값이 동일한 지 여부를 확인하는 디지털서명 확인부;를 포함함을 특징으로 하는 디지털 서명 확인 장치.
13. 제 12항에 있어서, 상기 공개키는 상기 비밀키를 해쉬함으로서 획득함을 특징으로 하는 상기 디지털서명 확인 장치.
14. 제 12항에 있어서, 상기 디지털서명 확인부는,

    상기 디지털서명을 해쉬한 값과 상기 공개키를 조합한 값이 동일하면 상기 디지털서명이 위조되지 않았다고 판단함을 특징으로 하는 상기 디지털서명 확인 장치.
15. 그리스머 코드(Griesmer code)를 이용하여 전달할 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하고, 상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 비밀키들 중 하나의 비밀키에 대응시키고, 상기 대응된 비밀키들을 조합하여 상기 디지털서명을 생성하는 디지털서명 생성 장치; 및

    상기 그리스머 코드를 이용하여 수신한 상기 메시지를 설정된 길이를 갖는 코드워드로 변환하고, 상기 코드워드를 구성하고 있는 각 비트를 테이블을 구성하고 있는 복수 개의 공개키들 중 하나의 공개키에 대응시키고, 상기 대응된 공개키를 조합한 값과 수신한 디지털서명을 해쉬한 값이 동일한 지 여부를 확인하는 디지털서명 수신 장치;를 포함함을 특징으로 하는 디지털 서명 확인 시스템.

Images