ID 기반 암호

ID 기반 암호(Identity-Based Encryption, IBE)는 이메일 주소나 전화번호 같은 사용자 신원 문자열을 그대로 공개키로 쓰고, 그에 맞는 개인키는 신뢰 기관인 개인키 생성자가 만들어 주는 공개키 암호 방식이다.

개요

일반 공개키 암호에서는 상대의 공개키가 정말 그 사람 것인지 확인하려고 인증서와 공개키 기반 구조(PKI)가 필요하다. 1984년 샤미르(Adi Shamir)는 신원 자체를 공개키로 쓰면 인증서를 주고받을 필요가 없다는 구상을 내놓았고, 2001년 보네(Dan Boneh)와 프랭클린(Matthew Franklin)이 타원곡선의 쌍선형 사상(페어링)으로 처음 실용적인 방식을 만들었다. 보내는 사람은 받는 사람의 이메일 주소와 공개 파라미터만 알면 곧바로 암호화할 수 있고, 받는 사람은 나중에 개인키를 받아도 된다.

구성과 동작

RFC 5091(IBCS #1)은 IBE 메시지 체계의 구성 요소를 다음처럼 정리한다.

• 개인키 생성자(PKG, Private-key Generator) - 마스터 비밀을 가지고, 사용자를 인증한 뒤 그 신원에 해당하는 개인키를 계산해 준다
• 공개 파라미터 서버(PPS) - 누구나 받아 갈 수 있는 시스템 공개 파라미터와 정책을 배포한다
• 동작 순서는 셋업(PKG 가 마스터 비밀과 공개 파라미터 생성) → 암호화(보내는 사람이 신원 문자열 + 공개 파라미터로 암호화) → 키 추출(받는 사람이 PKG 에 인증하고 개인키 수령) → 복호화이다
• 국제 표준으로는 ISO/IEC 18033-5(ID 기반 암호)가 있다 → ISO/IEC 18033

장점과 한계

• 키 관리가 쉽다. 공개키를 찾거나 인증서를 검증할 필요가 없다. 신원 문자열에 "2026년 11월" 같은 기간을 붙여 키의 유효 기간을 자연스럽게 나눌 수도 있다
• 키 위탁 문제(key escrow) - PKG 가 모든 사용자의 개인키를 계산할 수 있으므로 PKG 가 뚫리거나 악의를 가지면 모든 암호문이 위험하다. PKG 를 강하게 보호하거나 여러 기관에 나누는 방식으로 줄인다
• 개인키를 받을 때 사용자를 확실히 인증하는 안전한 통로가 필요하다
• 키를 폐기하기 어렵다. 신원 문자열을 바꾸지 않는 한 같은 공개키가 계속 유효하므로 기간을 붙이는 방식으로 대응한다

비슷한 암호와 구별하기

방식	공개키가 무엇인가	핵심 쓰임
일반 공개키 암호(PKI)	무작위로 만든 키 + 인증서	범용
ID 기반 암호	신원 문자열 자체	인증서 없는 이메일 암호화
속성 기반 암호	속성 집합이나 접근 정책	여러 사용자에게 정책으로 나눠 주는 암호화
프록시 재암호화	기존 공개키 + 재암호화 키	복호화 없이 수신자를 바꾸는 위임
동형 암호	기존 공개키	암호문 상태의 연산

속성 기반 암호는 ID 기반 암호에서 갈라져 나왔다. 신원을 문자열 하나가 아니라 속성의 집합으로 보는 퍼지 ID 기반 암호(2005)가 그 출발점이다.

같이 보기

• 공개키 기반 구조
• 속성 기반 암호
• 프록시 재암호화
• ISO/IEC 18033