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[암호학개론] 은행 OTP는 보안 끝판왕?7

  • 대략나
  • 등록일 2022-07-15 18:29
  • 조회수 2269

시리즈게시글 아이콘[암호학개론] 시리즈 시리즈란?

이번에는 시리즈 2편으로 OTP에 관한 글입니다.

 

One-Time Password / 일회용 비밀번호

쉽게 생각해서 비밀번호가 버튼을 누를때마다 매번 다르게 생성된다고 생각되는데요.

실제로는 간단하지만 매우 강력한 암호학이 적용되어서 보안 끝판왕이라고 할 수 있습니다.

어떤 원리가 적용되는지 쉽게 풀어 보겠습니다.

 

 

* OTP 기계에 저장되는 건 패스워드 1개뿐

우선, OTP는 버튼을 누를때 패스워드가 생성되는게 아닙니다.

사실 패스워드는 OTP 기계에 미리 저장되어 있습니다.

버튼을 누를때마다 랜덤하게 생성된다면 은행서버에서 그걸 어떻게 검증하겠습니까? 불가능하죠.

 

그렇다면 OTP 버튼을 눌러서 나오는 패스워드를 그 엄청 많은 횟수(몇만번? 잘모르겠네요 생산회사마다 다르겠죠..)

그 많은 패스워드를 다 저장해야 할까요? 용량이 만만치 않을텐데요....

사실 1개의 패스워드 씩만 각자 저장하고 있으면 됩니다.

어떻게 이런 마법이?? 이제부터 설명드리죠.

 

 

* 해시 함수 (hash function)

해시는 음식 용어로 고기등의 재료를 다진거 또는 잘게 썬거 라는 뜻인데요.

비슷합니다. 그냥 막 다지고 썰어서 원래 모습을 알 수 없게 만드는걸 해시 함수라고 합니다.

해시 함수의 중요한 특징이 단방향성(one-way)!! 반대방향으로 계산을 시도해도 원래 모습을 알기가 매우 어렵습니다.

초딩때 많이 하는 이름점이랑 비슷합니다.

20220715174833_9wocAwQZcl.jpg

 

 

97 에서 반대 방향으로 이영희,김철수 계산 할 수 있을까요?

 

이름점의 경우는 데이터가 많이 짧아집니다. 6글자 입력 -> 2숫자 출력

이렇게 짧아지는 해시는 주로 파일 다운로드 사이트에서 정합성 체크를 위한 체크섬(checksum)으로 활용합니다.

하지만 OTP에서 사용하는 해시는 6글자 입력 -> 6글자 출력 을 유지합니다.

원리는 비슷합니다. 반대방향으로 답 찾기 어렵다는게 중요합니다.

 

 

* 해시 체인 (hash chain)

앞에서 설명한 해시를 반복적으로 적용하는걸 해시 체인이라고 합니다.

반복적이라는건 1번째 해시의 출력을 2번째 해시의 입력으로 2번째 해시의 출력을 3번째 해시의 입력으로 ....

돌려 쓴다는 거죠.

예를 들어 100번 해시를 반복하는 해시 체인을 실행하고 그 결과를 공개 합니다.

100번 해시된 결과를 알더라도 1번째 값을 찾으려면 엄청난 삽질을 해도 불가능 합니다.

 

 

* 패스워드 검증 방식

OTP는 1번째 해시 입력(이것이 유일하게 생성된 난수) 값을 저장하고 있고, 카운터(남은 사용회수)를 매번 갱신하여 저장합니다.

OTP의 버튼을 누르면 해시 함수를 카운터 수만큼 반복 적용 (해시 체인) 합니다.

이건 정방향이기 때문에 횟수가 많아도 OTP 기계 컴퓨터는 매우 빠르게 계산합니다.

은행서버에서는 입력받은 패스워드를 입력으로 해시를 1번 적용하여 서버에 저장된 값과 동일한지 비교합니다.

해시 결과가 저장된 값과 동일하면 입력받은 패스워드를 서버에 갱신하여 저장합니다.

 

예를들어, OTP 기계를 신규 발급해서 지금 카운터가 100 이고 은행서버에는 해시체인결과100번이 저장되어 있습니다.

OTP 버튼을 누르면 카운터는 99가 되고 해시체인결과99번을 계산하여 화면에 패스워드로 표시합니다.

은행 앱에서 해시체인결과99번을 입력하면

서버에서는 해시체인결과99번에 해시 펑션을 적용해서 나온 값과 기존에 저장중인 해시체인결과100을 비교합니다.

두 값이 일치하면 인증에 성공하며 서버에는 방금 입력받은 해시체인결과99번을 저장합니다.

카운터가 0이 되기 전에 OTP 기계를 갱신 발급받아야 합니다.

 

 

* 만약 은행 서버에 저장된 해시체인결과를 해커가 알게 된다면?

OTP는 카운터를 줄이며 해시를 하기 때문에 서버에 저장된 값을 알아도 별로 쓸모가 없습니다.

해시체인결과99번을 알아내더라도 그 다음에 필요한 패스워드는 해시체인결과98번 이기 때문이죠.

역방향을 계산하기는 사실상 불가능(또는 매우 오래걸림 수만년?)

 
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다른의견 0 추천 0 wfosjdfjo
일반적으로 otp키+time을 단방항 암호화 하죠 
2022-07-16 점아이콘
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다른의견 0 추천 0 대략나

헉!!

OTP 적용 원리가 여러개 있습니다.

"시간 동기 OTP"를 은행용으로 많이 쓰는군요.

그걸 모르고 "해시 체인 OTP"에 대한 설명만 주구 장창 써놯네요...

"시간 동기 OTP" 내용을 보충해서 글을 대폭 수정해야 겠습니다..

알려주셔서 감사합니다.

 

Concrete OTP algorithms vary greatly in their details. Various approaches for the generation of OTPs include:

  • Based on time-synchronization between the authentication server and the client providing the password (OTPs are valid only for a short period of time)
  • Using a mathematical algorithm to generate a new password based on the previous password (OTPs are effectively a chain and must be used in a predefined order).
  • Using a mathematical algorithm where the new password is based on a challenge (e.g., a random number chosen by the authentication server or transaction details) and/or a counter.
2022-07-17 점아이콘
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다른의견 0 추천 0 크리스마스니까요

질문 있습니다~~!!,

1. 예시에

"해시체인결과99번에 해시 펑션을 적용해서 나온 값과 기존에 저장중인 해시체인결과100을 비교합니다"

라는 부분이 잘 이해 안갑니다

99번에 해시 펑션을 적용해서 기존 100과 비교한다면 

이는 역방향으로 계산해서 기존 값과 비교한다는 말 아닌가요?

2. 제가 전혀 모르는 분야라...

해쉬펑션이라는걸.. 일종의 알려지지 않는 함수식과 비슷하다고 생각해도 되는건가요?

 

 이러한 지식 나눔에 감사드립니다 ^^

재밌네요

2022-07-16 점아이콘
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다른의견 0 추천 0 대략나
1. 카운터가 감소하는 방향으로 진행하는건 무시하세요.

해시체인결과99번을 해시 펑션의 입력값으로 사용하여 결과를 계산하는 것이 정방향입니다.

결과값(해시체인결과100번)에서 입력값(해시체인결과99번)을 계산하는 것이 역방향입니다.

 

2. 함수식 입니다. 숨기는거 없이 계산 방식이 공개된 함수 입니다.

계산 방식이 공개 되어도 역방향 계산이 매우 오래 걸리기 때문에 보안에 활용합니다.

여러가지 해시 펑션이 있습니다. 공개된 계산식이 궁금하시면 아래 링크를 보세요.

주로 미국정부에서 만든 SHA 시리즈를 많이 씁니다.

  • 암호화 해시 함수 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%95%94%ED%98%B8%ED%99%94_%ED%95%B4%EC%8B%9C_%ED%95%A8%EC%88%98

 

 

 

2022-07-17 점아이콘
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다른의견 0 추천 0 최강당근
그냥 궁금해서 여쭈어봅니다.

 

그럼 동일한 은행(?)에서 동일한 OTP제조업체(?)를 발급받아 "처음" 사용한다는 가정을 하면, 모든 사람이 OTP값이 동일하게 나오나요?

 

뭔가 요점을 제가 잘 이해 못하고 있는거 같은데, 제 질문이 이해되시려나 모르겠네요ㅎ

2022-07-17 점아이콘
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다른의견 0 추천 0 대략나
OTP 기계에 저장된 해시체인1번째입력 값은 난수(random)로 각 기계마다 모두 다릅니다.

쉽게 제품 일련번호(S/N) 라고 생각하셔도 됩니다. 난수보다 일련번호라는 표현이 더 쉽겠네요.


아마 카운터가 감소하는 방향으로 OTP를 사용하기 때문에 햇갈리는듯 합니다.

처음 등록시 카운터가 예를들어 100 이라는건 일련번호에 해시를 100 번 반복적용 해서 서버에 저장해 두는 건데요.

첫번째 사용은 카운터가 99 가 되고 일련번호에 해시를 99번 반복적용 하여 화면에 표시

두번째 사용은 카운터가 98 가 되고 일련번호에 해시를 98번 반복적용 하여 화면에 표시

...

 

왜 햇갈리게 카운터가 증가하면 안되고 감소해야 하는가라는 질문이 있을 수 있겠네요.

카운터가 증가하도록 설계하면 최근 패스워드가 유출되면 다음 패스워드를 쉽게 계산하기 때문에

카운터가 감소해야지만 최근 패스워드가 알려지더라도 해시의 역방향 계산 어려움으로 보안 효과가 있습니다.

OTP 기계는 역방향 계산을 하지 않습니다. 해시 펑션을 정방향으로 여러번(카운터만큼) 할 뿐입니다.

 

2022-07-17 점아이콘
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다른의견 0 추천 0 프리~
정보 감사합니다~...^^.
2022-08-04 점아이콘
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