프록시 재암호화

프록시 재암호화(Proxy Re-Encryption, PRE)는 반쯤 신뢰하는 중계자(프록시)가 평문을 보지 않고, A의 공개키로 만든 암호문을 B의 개인키로 풀 수 있는 암호문으로 바꿔 주는 공개키 암호 방식이다.

개요

클라우드에 암호화해 둔 파일을 다른 사람과 나누려면 보통 파일을 내려받아 복호화하고 상대의 키로 다시 암호화해 올려야 한다. 원래 주인이 그 일을 직접 하자니 번거롭고, 서버에 맡기자니 서버가 평문과 개인키를 보게 된다. 프록시 재암호화는 주인이 재암호화 키만 만들어 서버에 주면, 서버가 암호문을 수신자용 암호문으로 바꾸되 그 과정에서 평문이나 주인의 개인키를 알 수 없게 한다.

이 개념은 1998년 블레이즈(Blaze)·블뢰머(Bleumer)·슈트라우스(Strauss)가 '원자적 프록시 재암호화'로 처음 제안했다. 2005년 아테니에제(Ateniese) 등은 BBS 방식의 보안 문제를 짚고 더 강한 보안 개념을 만족하는 방식을 제시하며, 이를 암호화 파일 시스템(SFS 읽기 전용 파일 시스템)의 접근 제어에 붙여 실제로 쓸 만한 성능을 보였다.

동작

1. A 는 자기 공개키로 데이터를 암호화해 클라우드에 올린다
2. B 와 공유하기로 하면 A 는 자기 개인키와 B 의 공개키로 재암호화 키 rk(A→B)를 만들어 프록시에 준다
3. 프록시는 rk(A→B)로 A 용 암호문을 B 용 암호문으로 바꾼다. 이때 평문은 한 번도 드러나지 않는다
4. B 는 자기 개인키로 복호화한다

• 공유를 끊으려면 재암호화 키를 지우거나 새로 만든다. 데이터 전체를 다시 올릴 필요가 없다

성질

성질	뜻
단방향·양방향	단방향은 A→B 로만 바꿀 수 있다. 양방향은 같은 키로 B→A 도 된다. BBS 방식은 양방향이었고, 위임 범위를 통제하기 쉬운 단방향 방식이 이후 주로 연구되었다
단일 홉·다중 홉	한 번 바꾼 암호문을 다시 C 용으로 바꿀 수 있으면 다중 홉이다
결탁 저항	프록시와 B 가 짜도 A 의 개인키를 알아내지 못해야 한다

활용

• 클라우드 저장소의 암호화 파일 공유와 권한 위임
• 이메일 전달, 휴가 중 대리인에게 암호 메일 넘기기
• 디지털 저작권 관리, IoT 데이터를 여러 수신자에게 나눠 주기

비슷한 암호와 구별하기

방식	서버가 하는 일	평문 노출
프록시 재암호화	암호문의 수신자를 바꾼다	없음
동형 암호	암호문 상태로 덧셈·곱셈 같은 연산을 한다	없음
속성 기반 암호	서버는 보관만, 속성이 정책에 맞는 사람이 직접 복호화	없음
복호화 후 재암호화	서버가 풀었다가 다시 암호화	서버에 노출

같이 보기

• 동형 암호
• 속성 기반 암호
• ID 기반 암호
• 클라우드 보안