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  1. 2015.11.05 MessageDigest
  2. 2015.11.05 패스워드 기반 암호화

MessageDigest

UP!/Crypto 2015. 11. 5. 10:58

자세한 내용을 알고 싶은 분은 다음의 블로그를 참조하세요

http://blog.naver.com/dury00?Redirect=Log&logNo=130044978311

 

１     내용

가)    일종의 데이터 지문

나)    데이터가 바뀌지 않았다는 것을 증명

다)    데이터의 길이에 상관없이 보통 16 또는 20byte

라)    FTP파일 검증에 많이 사용

마)    해쉬를 이용

바)    한 방향 변환이고 역으로는 불가능

 

２     자바에서의 메시지 다이제스트 사용

가)    java.security.MessageDigest

①     getInstance()로 인자 생성

②     MD5, SHA-1이 주로 사용됨

 

나)    update()

①     데이터를 해쉬 함

 

다)    digest()

①     바이트 배열로 해쉬를 반환

②     적은 데이터일 경우 digest에 직접 입력 가능

 

라)    파일의 메시지 다이제스트 계산

import java.io.BufferedInputStream;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.IOException;

import java.security.MessageDigest;

import java.security.NoSuchAlgorithmException;

 

import com.Ostermiller.util.Base64;

 

public class DigestFile {

 

       public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, IOException {

             MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");

             BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("c:\\test.txt"));

            

             int theByte = 0;

             while((theByte = in.read()) != -1)

                    md.update((byte)theByte);

            

             in.close();

             byte[] theDigest = md.digest();

            

             System.out.println(Base64.encode(theDigest));

 

       }

 

}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 마)    실행결과

①     test.txt 파일에는 ‘this is a test file’이 들어 있음 : [B@1a758츄

②     ‘this is a test file.’로 수정한 결과 : [B@1b67f74

 

바)    스트림에서의 메시지 다이제스트

①     DigestInputStream & DigestOutputStream

MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(“MD5”);

DigestOutputStream output = new

DigestOutputStream(existingOutputStream, messageDigest);

 

②     출력에 쓰는 모든 바이트가 자동으로 메시지 다이제스트를 계산할 때 사용됨

③     예제

import java.io.BufferedInputStream;

import java.io.FileInputStream;

import java.security.DigestInputStream;

import java.security.MessageDigest;

 

import com.Ostermiller.util.Base64;

 

public class DigestStreamExample {

 

       public static void main(String[] args) throws Exception{

             MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");

             BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream("c:\\test.txt"));

            

             //DigestInputStream을 생성한다.

             DigestInputStream digestIn = new DigestInputStream(in, md);

             // 모든 데이터를 읽어들인다.

             while(digestIn.read() != -1);

             byte[] theDigest = md.digest();

            

             System.out.println(Base64.encode(theDigest));

       }

}

 

 

３     패스워드 인증

가)    의미

①     패스워드를 해쉬하여 저장할 경우 복호화는 불가능하지만 모든 가능한 패스워드를 해쉬한 다음 비교해서 추즉하는게 가능함

②     이런 공격을 막기 위해 salt와 패스워드를 같이 저장해야 함

③     서버가 실제 패스워드를 알 필요 없이 사용자가 정한 패스워드를 검증하는게 목적

 

 

나)    패스워드 저장

①     랜덤 salt 생성하여 패스워드 앞에 붙임

②     이것을 해쉬함

③     패스워드 입력될 때마다 비교를 위해 salt와 해쉬 결과를 붙여서 저장

 

 

다)    패스워드 인증

①     저장된 패스워드의 salt와 사용자가 입력한 패스워드를 합친다.

②     salt와 패스워드를 해쉬한다.

③     결과 해쉬값을 파일에 저장된 것을 비교한다. 같다면 패스워드가 같은 것이다.

 

라)    예제

import java.io.ByteArrayOutputStream;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileOutputStream;

import java.security.MessageDigest;

import java.security.SecureRandom;

import java.util.Arrays;

 

public class Passwordauthenticator {

 

       public static void main(String[] args) throws Exception{

             createPassword("iloveyou");

             authenticatePassword("iloveyou");

 

       }

      

       private static void createPassword(String password) throws Exception {

             // salt 생성

             SecureRandom random = new SecureRandom();

             byte[] salt = new byte[12];

             random.nextBytes(salt);

            

             // salt와 패스워드를 붙여서 해쉬한다.

             MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");

             md.update(salt);

             md.update(password.getBytes("UTF-8"));

             byte[] digest = md.digest();

            

             // salt와 해쉬 결과를 파일에 저장한다.

             FileOutputStream fos = new FileOutputStream("c:\\password.txt");

             fos.write(salt);

             fos.write(digest);

             fos.close();

       }

      

       private static void authenticatePassword(String password) throws Exception {

             // 파일을 읽어들인다.

             ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

             FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\password.txt");

             int theByte = 0;

             while((theByte = fis.read()) != -1)

                    baos.write(theByte);

             fis.close();

             byte[] hashedPasswordWithSalt = baos.toByteArray();

             baos.reset();

            

             //salt를 얻는다.

             byte[] salt = new byte[12];

             System.arraycopy(hashedPasswordWithSalt, 0, salt, 0, 12);

            

             // salt와 입력한 패스워드를 붙여서 해쉬한다.

             MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");

             md.update(salt);

             md.update(password.getBytes("UTF-8"));

              byte[] digest = md.digest();

            

             // 파일에 있는 내용과 비교한다.

             byte[] digestInFile = new byte[hashedPasswordWithSalt.length-12];

             System.arraycopy(hashedPasswordWithSalt, 12, digestInFile, 0, hashedPasswordWithSalt.length-12);

            

             if(Arrays.equals(digest, digestInFile))

                    System.out.println("Password matches.");

             else

                    System.out.println("Password does not matches.");

       }

}

 

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Posted by 으랏차
,

패스워드 기반 암호화

UP!/Crypto 2015. 11. 5. 10:54

패스워드 기반 암호화(PBE : Password-Based Encryption)

 

1  설명

   가) 패스워드를 키로 사용하는 방법

   나) 키 스페이스가 TripleDES나 Blowfish보다 훨씬 작아 안전하지 못함

   다) 사전공격에 취약함

   라) 해쉬와 일반적인 대칭 암호화를 사용함

   마) 미리 패스워드 해쉬 목록을 만들어 놓고 복호화 할 수 있음

   바) salting와 iteration counts를 도입하여 보안성 강화

 

2  방법

   가) 패스워를 MD5로 해쉬를 구한 다음 이 값을 암호화 키 값으로 사용한다. 

 

3  Salt

   가) 패스워드를 해쉬하기 전에 랜덤값을 추가하여 키 스페이스를 늘린다.

   나) salt는 암호문과 함께 저장된다.

   다) 복호화할 때는 암호화된 데이터로부터 salt를 분리해야 한다.

   라) salt는 매번 다르게 생성되며 동일한 문장에 대해서도 다른 값이 생성된다.

 

4  Iteration count

   가) 해쉬의 횟수를 의미함

   나) Iteration count가 1000이면 1000번을 해쉬한다는 의미

 

5  암호화/복호화 방법

   가) 패스워드와 salt를 생성하여 보통문서를 암호화하고 생성된salt를 암호문서 앞에 붙인다.

 

   나) 암호화된 데이타를 salt와 암호문서로 나누어 패스워드와 salt로 암호 문서를 복호화 한다.

 

 

6  주요 클래스 사용법

   가) PBEKeySpec : SecretKeyFactory의 인스턴스를 이용해서 패스워드기반 키를 생성한다.

 char[] password = “iloveyou”.toCharArry();

PBEKeySpec keySpec = new PBEKeySpec(password)

 

   나) SecretKeyFactory : PBEKeySpec을 실제 키로 사용하기 위해 generateSecret()를 실행시켜 줘야 한다.

 SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(“PBEWithShAAndTwoFish-CBC”);

SecretKey theKey = keyFactory.generateSecret(keySpec);

 

   다) PBEParameterSpec : salt와 interation count를 위한 레퍼런스

 PBEParameterSpec paramSpec = new PBEParameterSpec(salt, iterations);

Cipher cipher = Cipher.getInstance(“PBEWithShAAndTwoFish-CBC”);

Cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, theKey, paramSpec);

 

7  PBE 알고리즘

   가) PBEWithMD5AndDES 

   나) PBEWithSHAAndBlowfish

   다) PBEWithSHAAnd128BitRC4

   라) PBEWithSHAAndDEA-CBC

   마) PBEWithSHAAnd3-KeyTripleDES-CBC

 

8  PBE 예제

 

 import java.util.Random;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.PBEParameterSpec;

import com.Ostermiller.util.Base64;

public class PBE {

 private static int ITERATIONS = 1000;
 
 public static void main(String[] args) {
  char[] password = "iloveyou".toCharArray();
  String text = "i love you! but you don't. i sad b.b";
  String output = null;
  
  System.out.println("평문 : " + text);
  try {
   output = encrypt(password, text);
   System.out.println("암호문 : " + output);
   System.out.println("복호문 : " + decrypt(password, output));
  } catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }
 
 private static String encrypt(char[] password, String plaintext) throws Exception {
  // 1. salt를 8byte 랜덤 생성
  byte[] salt = new byte[8];
  Random random = new Random();
  random.nextBytes(salt);
  
  // 2. 패스워드를 이용하여 PBEKeySpec 생성
  PBEKeySpec keySpec = new PBEKeySpec(password);
  SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("PBEWithSHAAndTwoFish-CBC");
  
  // 3. 비밀키 생성
  SecretKey key = keyFactory.generateSecret(keySpec);
  
  // 4. salt, iteration count를 위한 PBEParameterSpec 생성
  PBEParameterSpec paramSpec = new PBEParameterSpec(salt, ITERATIONS);
  
  // 5. Cipher 생성 및 초기화
  Cipher cipher = Cipher.getInstance("PBEWithSHAAndTwoFish-CBC");
  cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, paramSpec);
  
  // 6. 암호문 생성
  byte[] ciphertext = cipher.doFinal(plaintext.getBytes());
  
  // 7. salt와 암호문을 Base64 인코딩 후 결합하여 최종 결과물 생성
  String saltString = Base64.encodeToString(salt);
  String ciphertextString = Base64.encodeToString(ciphertext);
  
  return saltString+ciphertextString;
  
 }
 
 private static String decrypt(char[] password, String text) throws Exception {
  
  // 1. 8byte를 Base64인코딩하면 12byte가 생성된다.
  String salt = text.substring(0, 12);
  String ciphertext = text.substring(12, text.length());
  
  // 2. salt와 암호문을 Base64 디코딩하여 원래 상태로 되돌린다.
  byte[] saltArry = Base64.decodeToBytes(salt);
  byte[] ciphertextArry = Base64.decodeToBytes(ciphertext);
  
  // 3. 패스워드를 이용하여 PBEKeySpec 생성
  PBEKeySpec keySpec = new PBEKeySpec(password);
  SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("PBEWithSHAAndTwoFish-CBC");
  
  // 4. 비밀 키 생성
  SecretKey key = keyFactory.generateSecret(keySpec);
  
  // 5. salt, iteration count를 위한 PBEParameterSpec 생성
  PBEParameterSpec paramSpec = new PBEParameterSpec(saltArry, ITERATIONS);
  
  // 6. Cipher 생성 및 초기화
  Cipher cipher = Cipher.getInstance("PBEWithSHAAndTwoFish-CBC");
  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, paramSpec);
  
  // 7. 평문생성
  byte[] plaintextArry = cipher.doFinal(ciphertextArry);
  
  return new String(plaintextArry);
 }

}

 

 

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Posted by 으랏차
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