PKI란? PKI 뜻과 작동 방식

PKI란 무엇인가요?

PKI는 공개 키 알고리즘을 통한 암호화 및 정보 통신에 필요한 인증을 제공하기 위한 복합적인 보안 환경을 의미합니다. 즉, 암호화와 복호화 키로 구성된 공개키를 이용해 송수신 데이터를 암호화하고 디지털 인증서를 통해 사용자를 인증하는 시스템입니다. 모든 웹 브라우저에서 사용되는 PKI는 VPN 기술과 더불어 가장 일반적이고 안전한 인터넷 보안 방식 중 하나입니다.

PKI는 공개 키와 개인 키라는 두 가지 유형의 암호화 키를 사용하는데, 두 가지 종류의 키가 함께 인터넷에서 통신의 기밀성, 무결성 및 신뢰성을 보장합니다. PKI는 신뢰할 수 있는 기관에서 발급한 디지털 인증서를 사용하는데, 이를 인증 기관(CA)이라고 합니다. 디지털 인증서는 소유자의 공개 키와 기타 식별 정보를 보관하고, 사용자의 진위를 확인하며, 공개 키가 유효한지 확인합니다.

PKI는 어떤 용도로 사용되나요?

PKI는 웹 브라우징, 온라인 뱅킹, 전자상거래, 이메일과 같은 공용 인터넷의 온라인 트래픽을 보호합니다. 따라서 개인과 기업은 인터넷을 통신을 보호하기 위해 PKI를 사용합니다. 개인 키와 공개 키를 포함한 PKI 기술은 데이터 전송을 암호화하고, 데이터에 대한 액세스를 인증하며, 온라인에서 디지털 정보를 안전하게 교환할 수 있는 방법을 제공합니다.

개인과 기업은 보안 웹 브라우징, 이메일 암호화, 디지털 서명 및 온라인 거래와 같은 다양한 애플리케이션에서 교환되는 정보의 기밀성을 보장하기 위해 PKI를 사용합니다. 회사는 내부 커뮤니케이션과 기업 네트워크에 대한 액세스를 보호하기 위해 자체적인 공개키 인프라를 구현하기도 합니다.

PKI는 어떻게 작동하나요?

PKI는 인터넷을 통한 안전한 정보 교환을 보장하는 필수 기술이며, 그 작동 방식을 이해하는 것은 온라인 개인정보 보호 및 보안을 유지하는 데 매우 중요합니다.

PKI의 작동 방식을 완전히 이해하려면 주요 구성 요소인 키와 인증서를 이해해야 합니다. PKI의 맥락에서 키는 데이터를 암호화하고 해독하는 수학적 코드입니다. 동시에 인증서는 인증 기관(CA)에서 제공하는 디지털 문서이며 사용자의 신원과 신분을 확인하여 PKI 시스템에 기여합니다.

PKI는 먼저 공개 키와 개인 키를 생성합니다. 공개 키는 디지털 인증서와 함께 발급되어 메시지를 보내려는 모든 사람이 액세스할 수 있으며, 개인 키는 비밀로 유지되어 수신된 메시지를 해독하는 데 사용됩니다.

소유자의 신원 정보가 포함된 디지털 인증서는 주로 소유자가 자신의 신원을 증명하는 데 사용하며, 일반적으로 초기 과정에서 전송됩니다. 그런 다음 수신자는 인증 기관의 공개 키를 사용하여 인증서의 디지털 서명을 확인합니다. 디지털 서명은 인증서의 무결성을 보장하고 신뢰할 수 있는 인증 기관이 인증서를 발급했음을 확인합니다.

이 프로세스를 인증이라고 하며, 이 단계는 당사자 간에 신뢰를 구축하는데 꼭 필요합니다. 이 단계 다음에 TLS 및 SSL 인증서 프로토콜이 암호화된 통신 채널을 보호하므로 의도한 수신자만 메시지를 읽을 수 있고 권한이 없는 사람은 중간에서 통신을 가로챌 수 없습니다.

PKI 인증서란 무엇인가요?

그렇다면 PKI 인증서에 관해 좀 더 자세히 알아보겠습니다. PKI 인증서는 디지털 문서로서 전자 통신을 인증하고 보호하는 데 사용됩니다. 다음은 PKI 인증서에 대한 몇 가지 핵심 사항입니다:

• CVC 코드를 적어두지 마세요. 신용카드 정보를 적어두지 마세요. 대신 외우거나 비밀번호 관리자를 사용하여 금융 정보를 안전하게 보관하세요.
• 특히 공용 와이파이를 사용하는 경우, 온라인 브라우징 시 VPN 을 사용하세요. VPN은 모든 트래픽을 암호화하고 개인 정보를 보호하는 데 도움이 됩니다. 최고의 속도와 보안을 위해서는 국내에 서버를 보유한 한국 VPN 을 사용하는 것이 좋습니다.
• 디지털 신원 — PKI 인증서는 개인 또는 조직에 디지털 신원을 발급합니다. 인증서에는 이름, 공개 키, 일련 번호 및 만료일과 같은 필수 엔터티의 정보가 들어 있습니다.
• 공개 키 및 비공개 암호화 키 — 공개 키는 누구와도 공유할 수 있지만, 비공개 개인 키는 인증서 소유자만 액세스할 수 있습니다.
• 인증 기관 — 인증 기관은 인증서 요청자의 신원을 확인하고 인증서를 발급하는 신뢰할 수 있는 타사 조직입니다.
• 인증 — PKI 인증서의 주요 책임 중 하나는 네트워크 시스템에 대한 액세스를 인증하는 것입니다. 사용자 또는 디바이스가 액세스를 요청하거나 메시지를 보낼 때 수신자는 요청자의 디지털 서명과 인증 기관의 신뢰 체인을 확인하여 신원을 확인할 수 있습니다.
• 안전한 통신 — 데이터 암호화와 디지털 서명은 PKI 인증의 또 다른 책임입니다. 암호화는 수신자의 공개 키를 사용하여 데이터를 보호하고 권한이 있는 수신자만 메시지 또는 정보를 해독할 수 있도록 합니다. 한편, 인증서 소유자의 개인 키는 무결성을 제공하는 고유한 디지털 서명을 생성합니다.
• 인증서 해지 — 인증 기관에서 발급한 인증서에는 만료 날짜가 있지만, 인증서가 손상된 경우 사이버 범죄자가 인증서를 불법적으로 사용하는 것을 방지하기 위해 인증 기관은 해당 날짜 전에 인증서를 취소할 수 있습니다.

PKI와 SSL은 같은 건가요?

이러한 인증서를 S/MIME 인증서라고 합니다. SSL/TLS 프로토콜과 마찬가지로 PKI 또한 인증서를 사용하여 구현되지만 구현에 있어 그 방식이 다릅니다. 이 종단 간 암호화는 보안 통신 채널을 암호화하는 대신 메시지 자체를 암호화합니다. SSL 프로토콜은 VPN 기술에 사용되어 SSL VPN 이라는 것도 존재하지만 PKI는 VPN의 장점을 가지고 있지는 않습니다. 따라서 PKI와 VPN을 함께 사용하는 것이 권장됩니다.

PKI 구성 요소

PKI는 데이터 발신자와 수신자 간의 신뢰를 구축하고, 신원을 인증하며, 민감한 정보를 보호하기 위해 조화를 이루는 몇 가지 주요 구성 요소로 구성되어 있습니다. 원활하고 기밀이 유지되는 디지털 커뮤니케이션을 보장하는 몇 가지 필수 PKI 구성 요소를 살펴보세요.

공개 키(Public Key)

PKI를 구현할 때 각 개인 또는 장치는 공개키와 비공개키 쌍을 가져와 비대칭 암호화를 생성합니다. 사용자의 공개 키는 키 소유자 또는 수신자와 안전하게 통신하고자 하는 모든 사람이 자유롭게 공유하고 액세스할 수 있습니다. 공개 키는 소유자의 디지털 인증서에 포함되어 있으며 다른 당사자가 수신자에게 보내는 데이터를 암호화하는 데 사용됩니다.

공개 키는 키 소유자의 개인 키를 사용하여 만든 디지털 서명으로 신원을 확인하는 데도 중요합니다. 공개 키는 PKI 프레임워크 내에서 인증을 가능하게 하며 온라인 통신을 보호하는 주요 구성 요소 중 하나입니다.

비공개 키(Private Key)

PKI의 또 다른 중요한 구성 요소이자 공개 키에 대응하는 요소는 개인 키입니다. 개인 키는 항상 비공개로 안전하게 유지되며, 발급받은 엔터티만 액세스할 수 있습니다. 개인 키는 디지털 서명, 민감한 데이터 암호화, 공개 키로 암호화된 데이터의 암호 해독에 사용됩니다.

개인 키가 손상되면 무단 액세스, 데이터 침해로 이어질 수 있고 전체 네트워크 또는 개별 PKI 시스템을 위험에 빠뜨릴 수 있으므로 사용자는 개인 키를 비밀로 유지해야 합니다. 개인 키를 분실하거나 누군가 도용한 경우, 인증 기관에 연락하여 디지털 인증서를 해지하고 위협 행위자가 손상된 키를 사용하여 암호화된 메시지를 해독할 수 없도록 하세요.

인증 기관(CA)

모든 개인 또는 회사의 PKI 인프라 뒤에는 디지털 인증서를 발급, 관리 및 해지하는 신뢰할 수 있는 타사 기관인 인증 기관(CA)이 있습니다. CA 디지털 통신을 보호하고 암호화된 데이터에 액세스할 때와 디지털 서명 프로세스에서 PKI 인증서 소유자의 신원을 확인하는 데 주도적인 역할을 합니다.

인증 기관은 시스템에 대한 액세스를 제공할 때 개인 또는 디바이스의 신뢰성을 보장하기 위해 강력한 검증 프로세스를 적용합니다. 따라서 개인과 조직은 인증 기관이 발급한 인증서의 진위와 보안을 완전히 신뢰할 수 있습니다.

등록 기관(RA)

등록 기관(RA)은 PKI 인증서 요청자와 인증 기관 사이의 중개자이며 신원 확인에서 중요한 역할을 합니다. 인증서 신청자로부터 필요한 정보를 수집하고 인증서 신청자 이름으로 인증서 서명 요청(CSR)을 생성합니다.

등록 기관은 요청자로부터 데이터를 수집하여 인증 기관에 전달하여 인증서 발급 프로세스를 용이하게 하는 초기 연락 지점입니다. RA는 원활하고 효율적인 인증 프로세스를 보장하는 데 도움이 됩니다.

인증서 해지 목록(CRL)

인증서가 손상되었거나 유효하지 않은 경우와 같이 만료 날짜 전에 인증서를 철회해야 하는 경우가 있습니다. 인증서 해지 목록(CRL)은 사용자와 관련 당사자에게 해지된 인증서에 대해 알리는 메커니즘입니다. 일련 번호 및 기타 식별 정보가 포함된 CRL은 발행되었던 디지털 인증서를 철회하며 인증 기관의 감독을 받습니다.

PKI의 장점

사이버 보안 인프라에 PKI를 구현함으로써 얻을 수 있는 이점은 다음과 같습니다:

• 보안 — PKI는 비대칭 암호화를 사용하여 디지털 통신 보안을 보장합니다. 데이터 암호화와 디지털 서명을 통해 디지털 정보의 기밀성과 신뢰성을 보호합니다.

• 인증 — PKI는 내부 인증 프로세스의 초석입니다. 디지털 인증서를 통해 사용자 또는 디바이스 신원을 확인하여 신원 도용, 사칭, 무단 액세스의 위험을 크게 줄입니다.

• 명징성 — PKI는 인증서 사용을 주의 깊게 모니터링하므로 사용자가 특정 거래 또는 통신에 관여한 것에 대해 거짓말을 할 수 없습니다. 공개 키는 할당된 디지털 서명의 유효성을 검사하여 발신자의 신원을 공개하고 신뢰성을 보장합니다.

• 확장성 — PKI는 개인 사용자와 광범위한 시스템과 내부 네트워크를 갖춘 대규모 기업을 포함한 많은 고객을 처리할 수 있는 강력한 기술입니다. PKI는 디지털 통신의 효율적인 보안을 보장하면서 대규모 프로젝트를 지원합니다.

PKI의 단점

반면에 PKI 인프라의 몇 가지 단점은 다음과 같습니다:

• 복잡성 — 온사이트 PKI 시스템의 배포 및 유지 관리는 복잡하고 리소스와 관련하여 비용이 많이 들 수 있습니다. 인증 기관(CA), CRL, 키 관리 등 다양한 구성 요소는 회사가 성장하고 내부 시스템이 변경됨에 따라 시스템을 계속 운영하기 위해 재정적 비용, 숙련된 인력, 적절한 인프라가 필요합니다.

• 고비용 — PKI 기술을 구현하고 관리하는 데는 많은 비용이 들 수 있습니다. 기업은 원활한 디지털 커뮤니케이션 인프라를 구축하고 데이터를 안전하게 보호하기 위해 하드웨어, 소프트웨어, 자격을 갖춘 인력에 투자해야 합니다. 또한 신뢰할 수 있는 인증 기관으로부터 디지털 인증서를 획득하는 데에는 반복적인 비용이 발생할 수 있습니다.

• 인증서 해지 관련 오류 가능 — 모든 디지털 인증서에는 만료일이 있습니다. 그러나 개인 키가 손상되거나 사용자의 권한이 변경되면 인증 기관은 PKI 인증서의 유효성을 취소할 수 있습니다. CRL을 최신 상태로 유지하는 것은 어려울 수 있으며, 그렇게 하지 않으면 데이터 유출이 발생할 수 있습니다.

• 인증 기관에 대한 의존성 — PKI 시스템의 원활한 작동과 데이터 보안은 인증 기관의 신뢰성에 크게 좌우됩니다. 인증 기관의 기능이 손상되거나 손상된 디지털 인증서를 발급하는 경우, 이는 조직의 전체 PKI 시스템에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 기업은 이러한 시스템 중단을 방지하기 위해 PKI 시스템을 정기적으로 모니터링하고 감사해야 합니다.

사이버 보안에서 PKI의 역할

안전한 디지털 커뮤니케이션과 민감한 데이터 보호는 오늘날의 디지털 환경에서 가장 중요한 요소입니다. PKI는 조직의 사이버 보안 인프라의 초석이며 기밀 데이터를 보호하는 데 매우 중요합니다. PKI는 광범위한 기업 응용프로그램에 보안 솔루션을 제공합니다. 솔루션은 웹 보안, 전자우편 보안, 원격접속, 전자문서, 전자상거래 애플리케이션 등 매우 다양한 분야에서 사용될 수 있지요.

PKI를 도입하여 전자상거래를 할 경우, 전자상거래를 위해 전자서명을 한 뒤 공인인증기관의 인증을 받아 상대에게 제시하여 거래가 이뤄짐으로써 개인정보나 거래정보가 외부에 노출되지 않아 안전하게 거래할 수 있습니다. 디지털 자산을 보호하는 데 PKI가 얼마나 중요한지 살펴보겠습니다:

• 안전한 커뮤니케이션 — 온라인 통신 시 안전하다는 느낌은 매우 중요합니다. PKI는 안심할 수 있도록 보장합니다. 강력한 암호화 알고리즘을 사용하여 공용 또는 회사 내부 네트워크 통신을 안전하게 보호합니다. 데이터를 암호화하고 공유 정보의 기밀성을 보장하며 권한이 부여된 사용자만 액세스할 수 있도록 보장합니다.

• 신원 인증 — 액세스 인증은 악의적인 공격자로부터 디지털 자산을 보호하는 주요 도구 중 하나 일 수 있습니다. PKI의 핵심 목적 중 하나는 통신에 관련된 개인 또는 디바이스의 신원을 확인하는 것입니다. 신뢰할 수 있는 C인증 기관이 발급한 디지털 인증서는 통신 과정의 투명성을 보장하고 무단 액세스로부터 보호합니다.

• 데이터 무결성 — PKI는 디지털 서명과 개인 키를 통해 데이터 정확성을 보장하고 무단 수정 또는 위조를 감지합니다.

• 거짓 방지 — PKI는 메시지 발신자 또는 수신자가 통신에 관여한 사실을 부인할 수 없도록 보장합니다. 디지털 서명은 발신자를 식별하고 허위 진술이나 속임수의 여지를 남기지 않습니다.

• 인증서 및 키 — PKI의 프레임워크는 타사 인증 기관에서 발급한 암호화 키와 디지털 인증서를 기반으로 하며, 이는 디지털 인증서를 발급하고 키를 관리하는 데 필수적입니다. 이러한 구성 요소는 인증 프로세스에 필수적이며 시스템 보안을 유지하는 데 필수적입니다.

• 거래 보안 — PKI는 전자상거래, 온라인 뱅킹, 디지털 서명을 포함한 전자 거래를 보호하는 기본 도구입니다. 필요한 보안 조치를 구현하여 민감한 데이터를 보호하고 거래의 신뢰성을 보장합니다.