KR102400455B1 - 분산 서비스 환경에서의 사용자 개인키 백업 및 복원 프레임워크 - Google Patents

분산 서비스 환경에서의 사용자 개인키 백업 및 복원 프레임워크 Download PDF

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일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 수행되는 개인키 백업 및 복원 방법은, 사용자 노드의 개인키 백업 요청에 따라 상기 사용자 노드에 설정된 개인키 백업을 위한 정보에 기초하여 암호화된 사용자 노드의 개인키를 신뢰 그룹 개수만큼 복제하고, 상기 복제된 사용자 노드의 개인키를 각 신뢰 그룹의 사용자 노드 수에 따라 분할하여 분산 서비스 환경에 분산 저장하여 개인키를 백업하는 단계 및 개인키 복원 요청과 관련하여 백업 관리자의 상기 사용자 노드에 대한 복원 권한 및 정책 검증이 수행됨에 따라 제공되는 상기 분산 서비스 환경에 저장된 개인키 복원을 위한 복원 정보를 통해 상기 사용자 노드의 개인키를 복원하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

분산 서비스 환경에서의 사용자 개인키 백업 및 복원 프레임워크{Private Key backup Key recovery framework in a distributed service environment}
아래의 설명은 분산 서비스 환경에서의 사용자 개인키 백업 및 복원 프레임워크에 관한 것이다.
개인키를 임의의 대칭키로 암호화하고, 암호화된 개인키를 여러 개로 복제하고 복제된 키를 다시 여러 조각으로 나누어, 각 조각마다, 개인키의 사용자가 신뢰하는, 참여자의 공개키로 다시 암호화 하여, 분산 환경에 저장하고 복원한다. 관련된 연구 분야는 아래의 두 가지 방식이 존재한다.
비특허문헌 1<Wikipedia, "Key escrow", https://en.wikipedia.org/wiki/Key_escrow>을 참고하면, 키 위탁(Key Escrow) 방식은 키를 외부의 신뢰 할 수 있는 기관에 위탁한다. 해킹에 의해 키가 유출될 경우, 각 사용자의 개인키 전체가 한곳에 보관되어 있어서, 블록체인과 같은 분산서비스 환경 전체 사용자의 개인키가 노출될 위험이 존재한다.
비특허문헌 2<Shamir, Adi. "How to share a secret." Communications of the ACM 22.11 (1979): 612-613.>를 참고하면, 비밀키 공유 방식(Secret Sharing Scheme)은 개인의 비밀키 하나를 n 로 조각내고, 각 조각을 여러 군데 분산 보관한다. 여러 개의 분산 중에, k 개 이상이 모여야 복원이 가능하다. 각 조각들은 암호화되어 있지 않다. 유한체상의 다항식 계산 복잡도에 의존하는 방식이다. 일정 주기마다, 새로운 조각으로 나누어 다시 저장해야 한다. 이 방법은 블록체인과 같은 분산서비스 환경에 적합하지 않다.
분산 시스템 기반의 서비스 환경에서는 중요한 데이터를 암호화하여 처리한다. 특히, 분산 시스템에서는 비대칭 암호화 방식을 사용하기 때문에 사용자의 개인키 관리가 매우 중요하다. 블록체인과 같이 중앙 키 관리 서버가 없는 분산 서비스환경에서는 사용자가 사망하거나 개인키를 분실한 경우, 개인키 복원이 어렵다. 예를 들어, 개인이 비트코인(Bitcoin)을 저장한 전자 지갑의 개인키를 사용할 수 없는 경우에는 자신의 비트코인에 대한 권리를 행사할 수 없다. 이러한 과제를 해결하기 위하여, 별도의 키 관리 서버가 없는 분산 서비스 환경에서의 사용자 개인키를 백업 및 복원하는 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.
개인키 관리 시스템에서 수행되는 개인키 백업 및 복원 방법은, 사용자 노드의 개인키 백업 요청에 따라 상기 사용자 노드에 설정된 개인키 백업을 위한 정보에 기초하여 암호화된 사용자 노드의 개인키를 신뢰 그룹 개수만큼 복제하고, 상기 복제된 사용자 노드의 개인키를 각 신뢰 그룹(Gi)의 사용자 노드 수에 따라 분할하여 분산 서비스 환경에 분산 저장하여 개인키를 백업하는 단계; 및 개인키 복원 요청과 관련하여 백업 관리자의 상기 사용자 노드에 대한 복원 권한 및 정책 검증이 수행됨에 따라 제공되는 상기 분산 서비스 환경에 저장된 개인키 복원을 위한 복원 정보를 통해 상기 사용자 노드의 개인키를 복원하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개인키 백업 및 복원 방법은, 상기 사용자 노드로부터 상기 백업 관리자에게 상기 사용자 노드를 포함하는 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 정보가 전달되고, 상기 백업 관리자가 상기 사용자 노드의 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 정보를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 개인키를 백업하는 단계는, 분산 서비스 환경에 존재하는 복수 개의 노드들 중 사용자 노드에서 개인키 백업을 위해 지정된 신뢰 그룹 리스트(TGL), 백업 관리자, 분산 서비스 환경에 분산 저장할 데이터의 개수를 설정하여 개인키 백업을 준비하고, .상기 사용자 노드의 개인키(Apriv)를 암호화하기 위하여 대칭키(k)를 랜덤하게 생성하고, 상기 생성된 대칭키(k)를 이용하여 개인키(Apriv)를 암호화하여 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개인키를 백업하는 단계는, 상기 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 분할하기 전에, 상기 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 대상으로 암호화를 위한 정보를 추가하여 제1 추가 데이터(Bi)를 생성하고, 상기 생성된 제1 추가 데이터(Bi)를 신뢰 그룹의 개수만큼 복제하고, 상기 생성된 제 1 추가 데이터(Bi)를 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 신뢰 그룹(Gi)의 각 사용자의 수에 기초하여 분할하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개인키를 백업하는 단계는, 상기 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 j번째 사용자의 공개키(
Figure 112020097017594-pat00001
)를 이용하여, 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 신뢰 그룹(Gi)의 각 사용자에 대응하여 분할된 분할 블록(Bi,j)을 암호화하여 상기 분할 블록(Bi,j)을 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 신뢰 그룹(Gi)에 구성된 각 사용자의 공개키로 암호화한 제 1암호 블록(B'i,j)을 생성하고, 상기 생성된 제 1 암호 블록(B'i,j) 복원을 위한 정보를 추가한 제2 암호 블록(B''i,j)을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개인키를 백업하는 단계는, 각 신뢰 그룹(Gi)의 임의 사용자(TUi,j) 노드의 공개키를 이용하여 대칭키(k)를 암호화한 신뢰 그룹(Gi)의 제1 대칭키 암호값(k'i)을 생성하고, 상기 생성된 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 백업 관리자의 공개키(BApub)으로 암호화하여 신뢰 그룹(Gi)의 제2 대칭키 암호값(k''i)을 생성하는 것을 포함하는 이중 암호화 과정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개인키를 백업하는 단계는, 상기 생성된 신뢰 그룹(Gi)의 제2 대칭키 암호값(k''i), 개인키를 백업하는 사용자 노드의 id(Uid), 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 신뢰 그룹(Gi)의 데이터를 추가하여 복원을 위한 백업 데이터(k backup data)를 구성하고, 상기 구성된 백업 데이터(k backup data)와 제2 암호 블록(B''i,j)을 분산 서비스 환경에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개인키를 복원하는 단계는, 상기 사용자 노드의 개인키 복원을 담당하는 에이전트로부터 백업 관리자에게 상기 사용자 노드의 개인키 복원을 담당하는 에이전트 또는 사용자 노드 개인키의 소유자임을 증명하는 자료를 제출하고, 상기 백업 관리자가 상기 제출된 자료를 통해 복원 대상이 되는 개인키 소유자가 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 노드인지 검토하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개인키를 복원하는 단계는, 상기 에이전트가 상기 백업 관리자에 등록된 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 존재하는 노드일 경우, 인증 증명서를 생성하고, 상기 생성된 인증 증명서를 상기 에이전트의 공개키로 암호화하고 백업 관리자의 개인키로 전자 서명하여 상기 에이전트에게 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개인키를 복원하는 단계는, 상기 에이전트에서 상기 사용자 노드의 개인키 복원을 수행하며, 상기 백업 관리자로부터 전달받은 인증 증명서를 상기 백업 관리자의 공개키를 이용하여 상기 백업 관리자의 전자서명을 확인한 후, 상기 에이전트의 개인키를 이용하여 상기 전달받은 인증 증명서를 복호화함에 따라 분산 서비스 환경으로부터 사용자 노드의 id(Uid)와 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 신뢰 그룹(Gi)의 데이터를 이용하여 백업 데이터(k backup data)와 제2 암호 블록(B''i,j)를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개인키를 복원하는 단계는, 상기 에이전트에서 상기 백업 데이터로부터 사용자 노드의 id(Uid)와 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 신뢰 그룹(Gi)의 데이터를 이용하여 제2 대칭키 암호값(k''i)이 추출되고, 상기 추출된 제2 대칭키 암호값(k''i)과 인증 증명서를 백업 관리자에게 제출하고, 상기 백업 관리자로부터 상기 인증 증명서가 검토됨에 따라 상기 백업 관리자의 개인키(BApriv)를 이용하여 상기 추출된 제2 대칭키 암호값(k''i)을 복호화하여 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 획득하고, 상기 획득된 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 에이전트에게 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개인키를 복원하는 단계는, 상기 에이전트에서 제2 암호 블록(B''i,j)에 포함된 개인키 복원을 위한 정보와 제 1암호 블록(B'i,j)을 추출하고, 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 각 신뢰 그룹(Gi)의 노드(TUi,j)에게 인증 증명서, 상기 암호 블록 및 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 전송하여 복호화를 요청하고, 상기 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 각 신뢰 그룹(Gi)의 노드(TUi,j)로부터 상기 에이전트가 인증되면, 상기 신뢰그룹 리스트(TGL)에 등록된 각 신뢰 그룹(Gi)의 노드의 개인키를 이용하여 상기 제 1암호 블록(B'i,j)을 복호화하여 분할 블록(Bi,j)을 생성하고, 상기 신뢰 그룹(Gi)에서 대칭키(k) 암호화를 위하여 선정된 사용자 노드의 개인키를 이용하여 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 복호화하여 대칭키(k)를 생성하고, 상기 에이전트의 공개키를 이용하여 분할 블록(Bi,j)및 대칭키(k)를 암호화하여 상기 에이전트에게 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개인키를 복원하는 단계는, 상기 에이전트에서 상기 암호화된 분할 블록(Bi,j)및 대칭키(k)를 상기 에이전트의 개인키로 복호화하고, 상기 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 각 신뢰 그룹(Gi)의 노드로부터 분할 블록(Bi,j)을 이용하여 제1 추가 데이터(Bi)를 획득하고, 상기 에이전트가 상기 획득된 제1 추가 데이터(Bi)에 포함된 추가정보 처리 후, 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 복호화하고, 상기 에이전트에서 상기 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 대칭키(k)를 이용하여 복호화하여 사용자 노드의 개인키(Apriv)를 복원하는 단계를 포함할 수 있다.
개인키 백업 및 복원을 위한 개인키 관리 시스템은, 사용자 노드의 개인키 백업 요청에 따라 상기 사용자 노드에 설정된 개인키 백업을 위한 정보에 기초하여 암호화된 사용자 노드의 개인키를 신뢰 그룹 개수만큼 복제하고, 상기 복제된 정보를 각 신뢰 그룹의 사용자 노드 수에 따라 분할하여 분산 서비스 환경에 분산 저장하여 개인키를 백업하는 개인키 백업부; 및 개인키 복원 요청과 관련하여 백업 관리자의 상기 사용자 노드에 대한 복원 권한 및 정책 검증이 수행됨에 따라 제공되는 상기 분산 서비스 환경에 저장된 개인키 복원을 위한 복원 정보를 통해 상기 사용자 노드의 개인키를 복원하는 개인키 복원부를 포함할 수 있다.
현재 블록체인을 보관한 전자지갑을 분실한 경우에는, 전자 자산을 모두 분실한 것(현금을 모두 분실)한 것과 같다. 즉, 금전상의 손해가 온다. 그러나, 발명의 방법을 사용하면, 다시 전자지갑을 설치하고, 개인키를 복원하면, 자신의 전자 자산이 온전히 살아난다.
전자지갑을 분실하지 않은 채, 개인키 정보를 기억하지 못하는 경우에도, 안전하게 자신의 개인키를 복구할 수 있다.
전자지갑을 소유한 소유자가 사망한 경우에도, 법적인 상속자가 사망한 자의 개인키를 복구할 수 있어서, 안전하게 전자 자산을 상속받을 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 개인키 백업 및 복구를 위한 개괄적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 개인키 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 개인키 백업 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 신뢰 그룹 리스트(TGL)를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 구성된 사용자 노드의 명단을 설명하기 위한 예이다.
도 8은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 제1 추가 데이터(Bi)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 제1 추가 데이터(Bi)의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 제1 추가 데이터(Bi)를 암호화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 제2 암호 블록(B''i,j)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 제2 암호 블록(B''i,j)를 암호화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 백업 데이터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 개인키 복원 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 개인키 암호화에 사용된 대칭키(k)에 대한 복호화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 분할 블록에 대한 복호화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 제1 추가 데이터(Bi)에 대한 복호화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 개인키 백업 및 복구를 위한 개괄적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
개인키 관리 시스템(100)은 개인키 백업 및 복원을 수행하기 위한 것으로, 사용자 노드(User A node)(110), 신뢰 그룹 리스트(TGL)(130), 백업 관리자(140) 및 분산 서비스 환경 시스템(150)을 포함할 수 있다.
사용자 노드(User A node)(110)는 자신의 개인키를 분산 서비스 환경(예를 들면, 블록체인 시스템)에 백업하려는 사용자로 개인키 백업을 실행할 수 있다.
신뢰 그룹 리스트(TGL: Trust Group List)(130)는 사용자 노드가 지정한 신뢰그룹의 목록으로, 사용자 노드의 개인키를 복원 권한이 있는 사용자의 목록이다. 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 노드들은 개인키가 백업되는 분산 서비스 환경(예를 들면, 블록체인)에 사용자로 등록되어 있어야 한다.
백업 관리자(BA: Backup Admin)(140)는 사용자 노드가 지정한 신뢰할 수 있는 제3의 기관인 백업 관리자로, 대칭키 복원에 관여하고 적법한 복원 요청자임을 나타내는 증명서를 발급하는 기관을 의미한다.
분산 서비스 환경 시스템(150)은 사용자 노드(110)가 사용하는 분산 서비스 환경으로 분할된 키 정보를 보관할 수 있다. 도 1에서는 분산 서비스 환경을 제공하는 분산 서비스 환경 시스템의 예로써, 블록체인 서비스 시스템을 나타낸 것이다. 실시예에서는 블록체인 서비스 환경으로 가정하여 설명하기로 한다.
도 1을 기준으로 설명하면, 이 구조의 주요 참여자인 노드들(110, 130)은 블록체인 서비스 시스템(150)에 가입되어 있을 수 있다. 여기서, 사용자 노드(실시예에서는 사용자A 노드)(110)와, 신뢰 그룹의 각 사용자는 모두 동일한 블록체인 노드들이다. 실시예에서 사용자 노드(사용자A 노드)(110)는 동시에 신뢰 그룹 리스트(TGL)(130)의 각 개인이 될 수 있다. 실시예에서 블록체인 서비스 시스템에 가입된 사용자 노드(A의 전자지갑, '사용자 노드')의 개인키를 기준으로 설명할 수 있다. 블록체인 서비스 시스템(150)은 인터넷(120)에 연결되어, 특정 블록체인 시스템(예를 들면, 이더리움)에 가입되어 있는 사용자들일 수 있다.
개인키 복원을 원하는 특정 노드는, 신뢰 그룹 리스트(TGL)(130)로부터 복원하고자 하는 개인키에 대한 정보를 취득할 수 있다. 백업 관리자(140)의 보증 하에서, 신뢰 그룹 리스트(TGL)로부터 자신의 비밀키에 대한 정보를 취득할 수 있다. 즉, 백업 관리자는 개인키 복원을 하려는 3자를 보증하는 보증서를 제공하는 역할을 한다. 각 노드는 백업 관리자에 접근할 수 있는 각종 정보(예를 들면, 정적 IP 와 포트번호)와 백업 관리자의 공개키를 가지고 있다.
백업 관리자(140)는 개인키 복원을 요청하는 요청자(노드)에게 보증서를 발급하는 역할을 한다. 특정의 인증과정을 거치면(예를 들면, 온라인 또는 오프라인 상으로, 요청자가 본인임을 증명하거나, 요청자가 법적인 상속자이거나 하는 등) 요청자에게 인증서를 발급할 수 있다. 이때 발급하는, 보증서 내용에는 {개인키 소유자 정보, 요청자의 아이디} 같은 정보를 담고 있다. 사용자 노드(110)로부터 상기 백업 관리자(140)에게 사용자 노드(110)를 포함하는 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 정보가 전달될 수 있다. 백업 관리자(140)는 사용자 노드(110)에 대한 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 정보를 저장할 수 있다
이와 같이, 사용자 노드(백업을 원하는 노드와 신뢰자 노드)와 백업 관리자가 기본적으로 가지고 있어야 하는 데이터를 기준으로, 특정 사용자 노드(예를 들면, 여기서 Node A 라 하면)를 기준으로 백업을 하는 동작은 도 4에 나타나 있다.
각 노드는 전자지갑 설치 시에 각 노드의 <개인키, 공개키>, 백업 관리자 정보를 가지고 있어야 한다. 다시 말해서, Data Structure of Node_i= {<개인키, 공개키>, BackupAdmin Info} 이루어진다. 여기서 BackupAdmin Info는 백업 관리자의 정보이다. 여기서 노드의 개인키는 Apriv로 표시하기로 한다. 백업 관리자의 정보에는 백업 관리자의 공개키(BApub)를 포함하고, 통신을 위하여, 백업 관리자 서버의 URL 이나, IP 주소와 포트 정보를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 노드 자신의 개인키를 블록체인에 백업하기 위하여, 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 정보를 저장해야 한다. 이 신뢰 그룹 리스트(TGL) 정보는 백업을 시작할 때, 만들어질 수 있다. 또한, 다른 노드가 자신을 신뢰 그룹의 대상으로 지정하게 되면, 자신의 노드 정보에 자신을 신뢰 그룹의 대상으로 지정한 다른 참여자의 전자지갑 아이디가 저장될 수 있다. 따라서, 필요한 최소한의 데이터 구조는
Data Structure of Node_i= { <개인키, 공개키>,
BackupAdmin Info,
{Trust Group List info},
{List of Trustee info } }
로 구성될 수 있다. 기호에서 { } 기호는 집합(다수)을 나타낸다.
도 6을 참고하면, 신뢰 그룹 리스트(Trust Group List, TGL)는 대상 노드의 id 와 대상 노드의 공개키로 이루어져 있다. 신뢰 그룹 리스트(TGL)에는 적어도 하나 이상의 그룹이 참여한다. 각 그룹은 동일한 개인키를 신뢰 그룹(Gi)별로 다르게 암호화하는 역할을 한다. 즉, 내용을 중복하여 보관한다. 그러나, 대상에 참여하는 각 노드의 공개키로 비밀키를 암호화하기 때문에, 형식상 모두 다른 값들을 갖게 된다. 예를 들면, Uid가 신뢰하는 참여자들에 대해서는 3개의 그룹이 있고, 첫 번째 그룹(G1)은 3명의 참여자로 각각 TU1,1, TU1,2, 그리고 TU1,3, 두 번째 그룹(G2)은 2명의 참여자(TU2,1, TU2,2), 세 번째 그룹에는(G3)는 4명의 참여자(TU3,1, TU3,2, TU3,3, TU3,4)로 되어 있으며, 총 9명으로 구성되어 있다. 여기서 TUx,y 는 x 번째 그룹, y 번째 신뢰자를 의미한다. 일반적으로, n 개의 그룹(n >=1)으로 되어 있으며, i 그룹 내의 참여자는 mi 개로 최소 1명 이상으로, TGL내의 각 그룹마다, 각 그룹마다 구성원의 숫자는 다를 수도 있다.
신뢰 그룹 리스트(TGL)는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 신뢰 그룹 리스트(TGL)는 도 5와 같이 나타낼 수 있다.
수학식 1:
Figure 112020097017594-pat00002
도 7을 참고하면, 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 구성된 사용자 노드의 명단을 설명하기 위한 예이다. 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 구성된 사용자 노드의 명단(List of Trustee Info)은 대상 노드의 id 또는 대상 노드의 id 와 대상 노드가 지정한 대리인(상속자)들의 집합으로 이루어질 수 있다. 이 명단의 구성은 백업/복원 시스템의 작동 방법에 따라서, 두 방법이 있을 수 있다. 예를 들어, 사용자 A가 신뢰하는 참여자 중 한명인 TU1,1는 첫째, 자신을 신뢰 그룹에 넣은 참여자들의 명단을 가지고 있든지, 둘째, 자신을 참여자 명단과 참여자가 지정한 상속자 명단으로 구성되어 있다. 첫 번째의 경우 TU1,1는 추후 복원 시에 복원 수행자를 알게 된다. 두 번째의 경우 TU1,1는 참여자 명단 및 상속자 리스트(TGL)를 모두 가지고 있어 추후 복원을 요청하는 복원 수행자가 복원 요청을 할 경우 자신의 명단과 비교하여 복원 수행을 수행/거부할 수 있다. 이 경우 예를 들면, Ua의 상속자(또는 추후 복원 요청자)는 자신을 포함한, {Ua, Ua1,..Uax}가 가능하다는 의미이다. 단, 상속의 경우 상속자가 미리 상속의 내용을 파악 유무는 달라질 수 있으므로 백업 시 사용자가 선택적으로 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 구성된 사용자 노드의 명단을 구성한다. 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 구성된 사용자 노드의 명단을 구성하는 방법은 정책적이므로 실시예에서는 제한되지 않는다.
도 2는 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 개인키 관리 시스템에서 개인키 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
개인키 관리 시스템(100)의 프로세서는 개인키 백업부(210) 및 개인키 복원부(220)를 포함할 수 있다. 이러한 프로세서의 구성요소들은 개인키 관리 시스템에 저장된 프로그램 코드가 제공하는 제어 명령에 따라 프로세서에 의해 수행되는 서로 다른 기능들(different functions)의 표현들일 수 있다. 프로세서 및 프로세서의 구성요소들은 도 3의 개인키 관리 방법이 포함하는 단계들(310 내지 320)을 수행하도록 개인키 관리 시스템을 제어할 수 있다. 이때, 프로세서 및 프로세서의 구성요소들은 메모리가 포함하는 운영체제의 코드와 적어도 하나의 프로그램의 코드에 따른 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다.
프로세서는 개인키 관리 방법을 위한 프로그램의 파일에 저장된 프로그램 코드를 메모리에 로딩할 수 있다. 예를 들면, 개인키 관리 시스템(100)에서 프로그램이 실행되면, 프로세서는 운영체제의 제어에 따라 프로그램의 파일로부터 프로그램 코드를 메모리에 로딩하도록 개인키 관리 시스템(100)을 제어할 수 있다. 이때, 프로세서 및 프로세서가 포함하는 개인키 백업부(210) 및 개인키 복원부(220) 각각은 메모리에 로딩된 프로그램 코드 중 대응하는 부분의 명령을 실행하여 이후 단계들(310 내지 320)을 실행하기 위한 프로세서의 서로 다른 기능적 표현들일 수 있다.
단계(310)에서 개인키 백업부(210)는 사용자 노드의 개인키 백업 요청에 따라 사용자 노드에 설정된 개인키 백업을 위한 정보에 기초하여 암호화된 사용자 노드의 개인키를 신뢰 그룹 개수만큼 복제하고, 복제된 정보를 각 신뢰 그룹의 사용자 노드 수에 따라 분할하여 분산 서비스 환경에 분산 저장하여 개인키를 백업할 수 있다. 이때, 사용자 노드는 백업대상 노드일 수 있다. 개인키 백업 동작에 대한 설명을 도 4에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4를 참고하면, 개인키 백업을 위한 8단계 과정이 수행될 수 있다. 사용자 노드에서 개인키 백업을 준비할 수 있다(410). 사용자 노드의 개인키(Apriv), 사용자 노드에서 랜덤하게 생성된 대칭키(k), n번째 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 m번째 사용자의 공개키(
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), 백업 관리자의 공개키(BApub)를 포함하는 백업에 사용되는 데이터를 사용자 노드에 저장할 수 있다.
사용자 노드로부터 상기 백업 관리자에게 사용자 노드를 포함하는 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 정보가 전달될 수 있다. 백업 관리자는 사용자 노드(110)에 대한 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 정보를 저장할 수 있다
사용자 노드가 무작위로 암호화 및 복호화 겸용 대칭키(k)를 생성할 수 있다(420). 이때, 대칭키(k)는 사용자 노드의 개인키(Apriv)를 암호화하기 위하여 사용될 수 있다. 여기서 사용되는 암호화 알고리즘은, 표준으로 지정되어 있는 알고리즘을 사용하되, 제한을 두지 않는다. 단, 사용하는 알고리즘에 따라 키의 길이가 달라질 수 있다. 실시예에서도 길이에 제한을 두지 아니한다.
사용자 노드는 대칭키(k)를 이용하여 사용자 노드의 개인키(Apriv)를 암호화하여 대칭키(k)로 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 생성할 수 있다(430).
사용자 노드는 암호화 알고리즘 별로 필요한 데이터(예를 들면, 에러 보상 코드(Cyclic Redundancy Code), Padding 등)를 추가할 수 있다. 실시예에서는 에러 보상 코드에 대하여 예를 들어 설명하기로 한다. 사용자 노드는 에러 보상 코드(CRC: Cyclic Redundancy Code)를 계산할 수 있다(440). 사용자 노드는 대칭키(k)로 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 대상으로 에러 보상 코드를 생성할 수 있다. 이때, 에러 보상 코드는 대상 데이터(여기서는 대칭키(k)로 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv))에 대한 에러 보상 코드인데, 즉, 불특정 이유로 데이터의 일부가 변경되었을 때, 교정해줄 수 있는 값이다. 개인키는 사용하는 알고리즘에 따라 길이가 정해져 있다. 예를 들면, 128 비트 또는 256 비트에 따라 일정한 길이의 에러 보상 코드가 정해져 있을 수 있다.
도 8을 참고하면, 410 내지 440을 통하여 최종적으로 생성된 정보(제1 추가 데이터(Bi))의 구조를 나타낸 것이다. 다시 말해서, 대칭키(k)로 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)(810)와 암호화된 사용자 노드의 개인키에 대한 에러 보상 코드 값(820)이 제1 추가 데이터(Bi)(800)가 될 수 있다. 더욱 상세하게는, 에러 보상 코드를 추가한 길이에 기초하여 패딩값(padding)을 추가함으로써 최종적으로 생성된 제1 추가 데이터(Bi)(800)가 획득될 수 있다. 예를 들면, 대칭키로 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)와 에러 보상 코드를 추가한 길이가 각 그룹의 노드 수 mi의 배수가 아닐 경우, 패딩값을 추가하여 제1 추가 데이터(Bi)(800)를 생성할 수 있다.
사용자 노드는 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 병렬 처리를 수행할 수 있다. 사용자 노드는 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 그룹 개수(Gi)만큼 제1 추가 데이터(Bi)를 복제할 수 있다. 이때, 제1 추가 데이터(Bi)의 값을 모든 신뢰 그룹 G1, G2,??, Gn에 구성된 각각의 노드의 수에 기초하여 분할(450)할 수 있다. 각 신뢰 그룹 별로 분할한 제1 추가 데이터(Bi)의 구조는 도 9와 같이 나타낼 수 있다. 도 9에서 동일한 제1 추가 데이터(Bi)가 그룹 1(G1) 용으로는 4개로 분할하고, 그룹 2(G2) 용으로 3개로 분할하고, 그룹 3(G3) 용으로 2개로 분할할 수 있다. 그러나, 시스템에 적용시에는, 암복호화에 사용되는 알고리즘은 모두 동일한 것이기 때문에, 신뢰 그룹의 각 노드에 보내는 값의 크기는 항상 같아야 한다. 따라서, 분할된 각각의 제1 추가 데이터(예를 들면, 910의 B1,1,B1,2,B1,3, 그리고 B1,4)에 필요한 길이 만큼을 패딩해야 한다. 예를 들어 각각의 제1 추가 데이터의 각각 100비트(전체는 400비트)이고, 각 전송 데이터의 길이가 256비트이라고 가정하면, 100비트를 제외한 156비트만큼 각각에 특정 값(예를 들면, 0)으로 채운다. 만일 2개의 데이터로 분할된다면(예, 730번의, B3,1, & B3,2) 경우, 전체는 400비트이고, 각각은 200비트씩으로 나누어지므로, 패딩해야 할 정보는 각 56비트가 된다. 이렇게 패딩된 데이터를 분할 블록(Bi,j)이라고 기재하기로 한다. 사용자 노드는 분할 블록(Bi,j)을 암호화(460)할 수 있다. 도 10 및 도 11을 참고하면, i번째 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 j번째 사용자의 공개키(
Figure 112020097017594-pat00004
)(1020)를 이용하여 분할 블록(Bi,j)을 암호화하여 분할 블록(Bi,j)을 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 그룹(Gi)에 구성된 각 사용자의 공개키로 암호화한 제 1암호 블록(B'i,j)을 생성할 수 있다. 다시 말해서,
Figure 112020097017594-pat00005
이다. 분할 블록(Bi,j)을 이용하여 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 그룹(Gi)에 구성된 각 사용자의 공개키(
Figure 112020097017594-pat00006
)(1020)로 암호화한 제 1암호 블록(B'i,j)(1120)을 생성한 후, 제 1암호 블록(B'i,j)(1120)에 복원을 위한 블록 정보를 추가한 제2 암호 블록(B''i,j)(1110)를 생성할 수 있다. 복원에 필요한 정보는 Uid(1130), Gi(1140), seq(1150)이다. 여기서, Uid(1130)은 사용자 노드의 id이고, Gi(1140)은 그룹의 번호이고, seq(1150)은 그룹 내에서 분할된 블록의 순서 정보를 의미한다.
도 12를 참고하면, 대칭키(k)(1200)를 분할하지 않고 이중으로 암호화(470)할 수 있다. 각 그룹의 임의의 사용자 노드(TUi,j)(예를 들어, 각 그룹의 첫 번째 사용자(TUi,1))(1210)의 공개키를 이용하여 대칭키(k)(1200)를 암호화한 제 1 대칭키 암호값(k'i)(1220)을 생성할 수 있다. 그리고, 제 1 대칭키 암호값(k'i)(1220)을 백업 관리자의 공개키(BApub)(1230)로 암호화하여 제2 대칭키 암호값(k''i)(1240)을 생성할 수 있다. 모든 신뢰 그룹(Gi)에 대하여 이중 암호화 과정이 수행될 수 있다. 이때, 동일한 대칭키(k)이지만 각 신뢰 그룹(Gi)에 대하여 수행되어 출력된 각 제2 대칭키 암호값(k''i)은 모두 다르다.
도 13의 제2 대칭키 암호값(k''i)(1310)을 생성한 후, 사용자 노드의 id(Uid)(1320) 및 모든 신뢰 그룹의 번호(Gi)(1330)을 추가하여 복원 과정에서 사용할 수 있는 백업 데이터(k backup data(1300))을 생성할 수 있다.
전자 지갑에서 생성된 복수의 서로 다른 백업 데이터(k backup data)들과 각 암호화 블록에 복원을 위한 블록 정보를 추가한 제2 암호 블록(B''i,j)를 블록체인에 분산 저장할 수 있다(480).
단계(320)에서 개인키 복원부(220)는 개인키 복원 요청과 관련하여 백업 관리자의 사용자 노드에 대한 복원 권한 및 정책 검증이 수행됨에 따라 제공되는 분산 서비스 환경에 저장된 개인키 복원을 위한 복원 정보를 통해 사용자 노드의 개인키를 복원할 수 있다. 이때, 사용자 노드는 개인키가 백업된 백업요청 노드일 수 있다. 개인키 복원 동작에 대한 설명을 도 14에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 14를 참고하면, 개인키 복원을 위한 8단계의 과정이 수행될 수 있다. 이때, 복원에 사용되는 데이터는 복원을 위한 블록 정보를 추가한 제2 암호 블록(B''i,j), 제2 대칭키 암호값(k''i), 백업 관리자의 개인키(BApriv), i번째 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 j번째 노드의 개인키(
Figure 112020097017594-pat00007
)이다. 여기서, 제2 암호 블록(B''i,j)와 제2 대칭키 암호값(k''i)는 분산 서비스 환경(예를 들면, 블록체인)에 저장되어 있고, i번째 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 j번째 노드의 개인키(
Figure 112020097017594-pat00008
)는 각 사용자 노드에 저장되어 있고, 백업 관리자의 개인키(BApriv)는 백업 관리자에 저장될 수 있다.
백업 관리자는 에이전트를 증명할 수 있다(1410). 복원 프로세스를 수행하는 에이전트(원래 소유자 또는 법적 대리인)는 백업 관리자에게 에이전트 자신이 개인키의 주인을 대리하는 정당한 에이전트 또는 개인키의 소유자임을 증명하는 필요한 모든 서류를 제출할 수 있다. 이 문서는 온라인 또는 오프라인으로 제출하며, 제출 방법은 정책적으로 결정될 수 있다. 백업 관리자는 문서를 검토하여 에이전트가 복원 대상이 되는 개인키의 소유자가 지정한 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 사용자인지 검토할 수 있다. 이때, 문서는 에이전트가 사용자 노드의 대리인임을 증명하는 인증서(또는 공증서)가 될 수 있다. 또한, 사용자 노드가 자신의 전자 자산을 유산으로 남기기 위하여 신뢰 그룹 리스트(TGL)를 작성한 경우, 문서는 사용자 노드의 사망 진단서가 될 수 있다. 사용자 노드가 사망하였다고 가정하면 에이전트는 각 노드(Ti,j)를 대표하여 사용자 노드의 사망 진단서와 함께 본인 증명 인증서를 백업 관리자에게 제출할 수 있다. 사용자 본인이 개인키를 분실한 경우에, 사망 진단서 대신 신분 증명서를 기반으로 동일한 프로세스가 적용될 수 있다. 이러한 요건은 복원을 위한 정책에 따라 프로세스가 처리될 수 있다.
에이전트가 제출한 모든 문서가 검증되고, 에이전트가 백업 관리자에 등록해놓은 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 경우, 백업 관리자는 인증 증명서(Vcert)를 생성할 수 있다. 이때, 인증 증명서(Vcert)는 백업 관리자가 적법한 요청자에게 제공하는 인증 증명서로, 복원 요청자가 신뢰 그룹(Gi) 내에 등록된 적법한 요청자임을 증명할 수 있는 증명서 또는 전자 인증서를 의미한다. 인증 증명서(Vcert)는 에이전트의 id와 해당 신뢰 그룹의 모든 개인키 백업을 사용하는 노드의 아이디(Uid)와 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 i번째 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 j번째 노드(TUi,j)를 나타내는 내용을 포함할 수 있다. 백업 관리자는 인증 증명서(Vcert)를 에이전트의 공개키로 암호화하고, 백업 관리자의 개인키로 전자 서명한 데이터를 에이전트에게 전달할 수 있다.
에이전트는 에이전트의 노드에서 복원 대상인 개인키 복원을 수행할 수 있다. 사용자 노드는 백업 데이터(k backup data)와 복원에 사용되는 데이터는 복원을 위한 블록 정보를 추가한 제2 암호 블록(B''i,j)를 수신할 수 있다(1420). 에이전트는 전달받은 데이터를 백업 관리자의 공개키로 전사 서명이 맞는지 확인한 후에 맞으면, 에이전트의 개인키로 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화된 정보는 인증 증명서(Vcert)일 수 있으며, 여기서, 사용자의 아이디(Uid)와 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 신뢰 그룹(Gi)을 추출하여, 대응되는 분산 서비스 환경에 요청할 수 있다. 에이전트는 분산 서비스 환경으로부터 사용자의 아이디(Uid)와 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 신뢰 그룹(Gi)을 이용하여 백업 데이터(k backup data)와 제2 암호 블록(B''i,j)를 획득할 수 있다. 제2 암호 블록(B''i,j)에는 사용자의 아이디(Uid), 신뢰 그룹(Gi) 번호, 신뢰 그룹 내에서 분할된 블록의 순서 정보(seq) 및 제 1암호 블록(B'i,j)이 포함될 수 있다.
백업 관리자는 제2 대칭키 암호값(k''i)을 복호화할 수 있다(1430). 에이전트는 백업 데이터(k backup data)로부터 제2 대칭키 암호값(k''i)을 추출할 수 있다. 이때, 사용자의 아이디(Uid)와 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 신뢰 그룹(Gi)도 같이 추출해놓을 수 있다. 에이전트는 추출한 제2 대칭키 암호값(k''i)와 인증 증명서(Vcert)를 온라인 또는 오프라인으로 백업 관리자에게 제출할 수 있다. 백업 관리자는 인증 증명서(Vcert)를 검토하여 타당할 경우, 백업 관리자의 개인키(BApriv)를 이용하여 각 제2 대칭키 암호값(k''i)을 복호화하여 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 추출할 수 있다. 추출된 제 1 대칭키 암호값(k'i)이 에이전트에게 전달될 수 있다.
에이전트는 제2 암호 블록(B''i,j)에 포함된 사용자의 아이디(Uid)에 해당하는 제 1암호 블록(B'i,j)을 추출할 수 있다. 에이전트에서 제2 암호 블록(B''i,j)에 포함된 사용자 노드의 id(Uid)에 해당하는 제 1암호 블록(B'i,j)을 추출하고, 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 각 신뢰 그룹(Gi)의 노드(TUi,j)에게 인증 증명서, 제 1암호 블록(B'i,j) 및 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 전송하여 복호화를 요청할 수 있다(1440). 이때, 에이전트의 id와 인증 증명서(Vcert)도 함께 전송할 수 있다. 또한, 사용자의 아이디(Uid)가 대칭키 복원에 필요한 대상일 경우(즉, 백업 관리자에서 제 1 대칭키 암호값(k'i)를 전달받은 대상), 제 1 대칭키 암호값(k'i)도 같이 전송할 수 있다.
도 15 및 16을 참고하면, 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 i번째 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 j번째 사용자(TUi,j)는 에이전트가 인증되면, 노드의 개인키(1620)를 이용하여 제 1암호 블록(B'i,j)(1610)을 복호화하여 분할 블록(Bi,j)(1630)을 생성할 수 있다(1450). 또한, 자신이 대상이 되는 경우, 노드의 개인키(1520)로 제 1 대칭키 암호값(k'i)(1510)를 복호화하여 대칭키(k)(1530)를 생성할 수 있다.
신뢰 그룹 리스트(TGL)의 i번째 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 j번째 사용자(TUi,j)는 에이전트의 공개키로 분할 블록(Bi,j)과 대칭키(k)를 에이전트에게 전달할 수 있다. 대칭키(k)를 복원하는 동작은 도 15, 분할 블록(Bi,j)을 복원하는 과정은 도 16에 도시되어 있다. 다시 말해서, 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 각 신뢰 그룹(Gi)의 임의의 사용자 노드(TUi,j)(예를 들어 각 신뢰 그룹의 첫 번째 사용자 노드(TUi,1))의 개인키로 복호화하면, 대칭키(k)가 생성되고, 제 1암호 블록(B'i,j)을 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 i번째 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 j번째 사용자(TUi,j)의 개인키로 복호화하면 분할 블록(Bi,j)이 생성될 수 있다.
각각의 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 i번째 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 j번째 사용자(TUi,j)는 분할 블록(Bi,j)과 대칭키(k)를 에이전트의 공개키로 암호화하여 전송할 수 있다. 에이전트는 암호화된 분할 블록(Bi,j)와 대칭키(k)를 에이전트의 개인키로 복호화할 수 있다. 에이전트는 모든 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 i번째 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 j번째 사용자(TUi,j)로부터 전달받은 분할 블록(Bi,j)을 순서대로 조립하면, 추가 데이터(Bi)가 된다(도 17). 이때, 신뢰 그룹 리스트(TGL)에는 적어도 하나 이상의 그룹(Gi)가 존재하므로, 제1 추가 데이터(Bi)도 한 개 이상이 된다.
에이전트는 추가 데이터(Bi)에 들어있는 에러 보상 코드(CRC)와 대칭키(k)로 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)의 비트 길이를 알고 있으므로, 패딩을 제거하고, 대칭키(k)로 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)의 에러 보상 코드(CRC)를 다시 계산하여 추가 데이터(Bi)에서 추출한 에러 보상 코드(CRC)와 비교하여 이상이 없는지 확인할 수 있다. 이상이 없는 경우, 대칭키(k)로 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 복호화할 수 있다. 이 과정은 복원을 수행하는 신뢰 그룹(Gi)의 추가 데이터(Bi)에 대해서 수행될 수 있다.
에이전트는 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)에 대하여 대칭키(k)를 이용한 복호화를 수행함으로써 원래의 개인키(Apriv)를 복원할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 개인키 관리 시스템에서 수행되는 개인키 백업 및 복원 방법에 있어서,
    사용자 노드의 개인키 백업 요청에 따라 상기 사용자 노드에 설정된 개인키 백업을 위한 정보에 기초하여 암호화된 사용자 노드의 개인키를 신뢰 그룹 개수만큼 복제하고, 상기 복제된 정보를 각 신뢰 그룹(Gi)의 사용자 노드 수에 따라 분할하여 분산 서비스 환경에 분산 저장하여 개인키를 백업하는 단계; 및
    개인키 복원 요청과 관련하여 백업 관리자의 상기 사용자 노드에 대한 복원 권한 및 정책 검증이 수행됨에 따라 제공되는 상기 분산 서비스 환경에 저장된 개인키 복원을 위한 복원 정보를 통해 상기 사용자 노드의 개인키를 복원하는 단계
    를 포함하고,
    상기 개인키를 복원하는 단계는,
    상기 사용자 노드의 개인키 복원을 담당하는 에이전트로부터 백업 관리자에게 상기 사용자 노드의 개인키 복원을 담당하는 에이전트 또는 사용자 노드 개인키의 소유자임을 증명하는 자료를 제출하고, 상기 백업 관리자가 상기 제출된 자료를 통해 복원 대상이 되는 개인키 소유자가 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 노드인지 검토하고, 상기 에이전트가 상기 백업 관리자에 등록된 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 존재하는 노드일 경우, 인증 증명서를 생성하고, 상기 생성된 인증 증명서를 상기 에이전트의 공개키로 암호화하고 백업 관리자의 개인키로 전자 서명하여 상기 에이전트에게 전달하는 단계
    를 포함하는 개인키 백업 및 복원 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 노드로부터 상기 백업 관리자에게 상기 사용자 노드를 포함하는 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 정보가 전달되고, 상기 백업 관리자가 상기 사용자 노드의 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 정보를 저장하는 단계
    를 더 포함하는 개인키 백업 및 복원 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개인키를 백업하는 단계는,
    분산 서비스 환경에 존재하는 복수 개의 노드들 중 사용자 노드에서 개인키 백업을 위해 지정된 신뢰 그룹 리스트(TGL), 백업 관리자, 분산 서비스 환경에 분산 저장할 데이터의 개수를 설정하여 개인키 백업을 준비하고, 상기 사용자 노드의 개인키(Apriv)를 암호화하기 위하여 대칭키(k)를 랜덤하게 생성하고, 상기 생성된 대칭키(k)를 이용하여 개인키(Apriv)를 암호화하여 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 생성하고, 상기 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 분할하기 전에, 상기 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 대상으로 암호화를 위한 정보를 추가하여 제1 추가 데이터(Bi)를 생성하고, 상기 생성된 제1 추가 데이터(Bi)를 신뢰 그룹(Gi)의 개수만큼 복제하고, 상기 생성된 제1 추가 데이터(Bi)를 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 신뢰 그룹(Gi)의 각 사용자의 수에 기초하여 분할하는 단계
    를 포함하는 개인키 백업 및 복원 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 개인키를 백업하는 단계는,
    상기 신뢰 그룹(Gi)에 등록된 j번째 사용자의 공개키(
    Figure 112020097017594-pat00009
    )를 이용하여 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 각 신뢰 그룹(Gi)의 각 사용자에 대응하여 분할된 분할 블록(Bi,j)을 암호화하여 상기 분할 블록(Bi,j)을 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 신뢰 그룹(Gi)에 구성된 각 사용자의 공개키로 암호화한 제 1 암호 블록(B'i,j)을 생성하고, 상기 생성된 제 1 암호 블록(B'i,j)에 복원을 위한 블록 정보를 추가한 제2 암호 블록(B''i,j)을 생성하는 단계
    를 포함하는 개인키 백업 및 복원 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개인키를 백업하는 단계는,
    각 신뢰 그룹(Gi)의 임의의 사용자 노드(TUi,j)의 공개키를 이용하여 대칭키(k)를 암호한 신뢰 그룹(Gi)의 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 생성하고, 상기 생성된 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 백업 관리자의 공개키(BApub)으로 암호화하여 신뢰 그룹(Gi)의 제2 대칭키 암호값(k''i)을 생성하는 것을 포함하는 이중 암호화 과정을 수행하는 단계
    를 포함하는 개인키 백업 및 복원 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 개인키를 백업하는 단계는,
    상기 생성된 신뢰 그룹(Gi)의 제2 대칭키 암호값(k''i), 개인키를 백업하는 사용자 노드의 id(Uid), 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 신뢰 그룹(Gi)의 데이터를 추가하여 복원을 위한 백업 데이터(k backup data)를 구성하고, 상기 구성된 백업 데이터(k backup data)와 제2 암호 블록(B''i,j)을 분산 서비스 환경에 저장하는 단계
    를 포함하는 개인키 백업 및 복원 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 개인키를 복원하는 단계는,
    상기 에이전트에서 상기 사용자 노드의 개인키 복원을 수행하며, 상기 백업 관리자로부터 전달받은 인증 증명서를 상기 백업 관리자의 공개키를 이용하여 상기 백업 관리자의 전자서명을 확인한 후, 상기 에이전트의 개인키를 이용하여 상기 전달받은 인증 증명서를 복호화함에 따라 분산 서비스 환경으로부터 사용자 노드의 id(Uid)와 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 신뢰 그룹(Gi)의 데이터를 이용하여 백업 데이터(k backup data)와 제2 암호 블록(B''i,j)을 획득하는 단계
    를 포함하는 개인키 백업 및 복원 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 개인키를 복원하는 단계는,
    상기 에이전트에서 상기 백업 데이터로부터 사용자 노드의 id(Uid)와 신뢰 그룹 리스트(TGL)의 각 신뢰 그룹(Gi)의 데이터를 이용하여 제2 대칭키 암호값(k''i)이 추출되고, 상기 추출된 제2 대칭키 암호값(k''i)과 인증 증명서를 백업 관리자에게 제출하고, 상기 백업 관리자로부터 상기 인증 증명서가 검토됨에 따라 상기 백업 관리자의 개인키(BApriv)를 이용하여 상기 추출된 제2 대칭키 암호값(k''i)을 복호화하여 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 획득하고, 상기 획득된 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 에이전트에게 전달하는 단계
    를 포함하는 개인키 백업 및 복원 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 개인키를 복원하는 단계는,
    상기 에이전트에서 제2 암호 블록(B''i,j)에 포함된 사용자 노드의 id(Uid)에 해당하는 제 1암호 블록(B'i,j)을 추출하고, 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 각 신뢰 그룹(Gi)의 노드(TUi,j)에게 인증 증명서, 상기 암호 블록 및 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 전송하여 복호화를 요청하고, 상기 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 각 신뢰 그룹(Gi)의 노드(TUi,j)로부터 상기 에이전트가 인증되면, 상기 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 각 그룹(Gi)의 노드의 개인키를 이용하여 상기 제 1암호 블록(B'i,j)을 복호화하여 분할 블록(Bi,j)을 생성하고, 상기 신뢰 그룹(Gi)에서 대칭키(k) 암호화를 위하여 선정된 사용자 노드의 개인키를 이용하여 제 1 대칭키 암호값(k'i)을 복호화하여 대칭키(k)를 생성하고, 상기 에이전트의 공개키를 이용하여 분할 블록(Bi,j) 및 대칭키(k)를 암호화하여 상기 에이전트에게 전달하는 단계
    를 포함하는 개인키 백업 및 복원 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 개인키를 복원하는 단계는,
    상기 에이전트에서 상기 암호화된 분할 블록(Bi,j)및 대칭키(k)를 상기 에이전트의 개인키로 복호화하고, 상기 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 각 신뢰 그룹(Gi)의 노드로부터 분할 블록(Bi,j)을 이용하여 제1 추가 데이터(Bi)를 획득하고,
    상기 에이전트가 상기 획득된 제1 추가 데이터(Bi)에 포함된 추가정보처리 후, 계산된 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)의 에러 보상 코드를 비교한 후, 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 복호화하고,
    상기 에이전트에서 상기 암호화된 사용자 노드의 개인키(A'priv)를 대칭키(k)를 이용하여 복호화하여 사용자 노드의 개인키(Apriv)를 복원하는 단계
    를 포함하는 개인키 백업 및 복원 방법.
  13. 개인키 백업 및 복원을 위한 개인키 관리 시스템에 있어서,
    사용자 노드의 개인키 백업 요청에 따라 상기 사용자 노드에 설정된 개인키 백업을 위한 정보에 기초하여 암호화된 사용자 노드의 개인키를 신뢰 그룹 개수만큼 복제하고, 상기 복제된 사용자 노드의 개인키를 각 신뢰 그룹(Gi)의 사용자 노드 수에 따라 분할하여 분산 서비스 환경에 분산 저장하여 개인키를 백업하는 개인키 백업부; 및
    개인키 복원 요청과 관련하여 백업 관리자의 상기 사용자 노드에 대한 복원 권한 및 정책 검증이 수행됨에 따라 제공되는 상기 분산 서비스 환경에 저장된 개인키 복원을 위한 복원 정보를 통해 상기 사용자 노드의 개인키를 복원하는 개인키 복원부
    를 포함하고,
    상기 개인키 복원부는,
    상기 사용자 노드의 개인키 복원을 담당하는 에이전트로부터 백업 관리자에게 상기 사용자 노드의 개인키 복원을 담당하는 에이전트 또는 사용자 노드 개인키의 소유자임을 증명하는 자료를 제출하고, 상기 백업 관리자가 상기 제출된 자료를 통해 복원 대상이 되는 개인키 소유자가 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 등록된 노드인지 검토하고, 상기 에이전트가 상기 백업 관리자에 등록된 신뢰 그룹 리스트(TGL)에 존재하는 노드일 경우, 인증 증명서를 생성하고, 상기 생성된 인증 증명서를 상기 에이전트의 공개키로 암호화하고 백업 관리자의 개인키로 전자 서명하여 상기 에이전트에게 전달하는
    개인키 관리 시스템.
KR1020200117422A 2020-04-13 2020-09-14 분산 서비스 환경에서의 사용자 개인키 백업 및 복원 프레임워크 KR102400455B1 (ko)

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