[보안베어의 IT주저리 #5]보안의 출발, 인류 최초의 자동화 암호기계 ‘에니그마’

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안녕하세요 보안베어 입니다!

여러분, 올해 초 개봉한 이미테이션 게임을 보셨나요?

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영드 셜록으로 유명한 배우 베네딕트 컴버배치가 천재 수학자 ‘앨런 튜링’역을 맡아 세간의 주목을 받았었죠~ *

암호는 곧 보안의 출발이라고도 할 수 있는데요..

 

영화 ‘이미테이션 게임’에서는 인류 최초의 자동화 암호기계인 ‘에니그마’와 이를 복호화하기

위해 노력하는 앨런 튜링의 일대기를 그리고 있답니다.

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천재 수학자인 튜링조차 가장 어려운 문제라 생각하고,

혹자들은 난공불락이라고도 여겼던 ‘에니그마’

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오늘은 이 에니그마의 원리와 도입 그리고 복호화에 대한 과정들에 대해 알아보려 합니다^^


  1. 인류 최초의 자동화 암호기, 에니그마(Enigma)

에니그마(Enigma)는 그리스어로 ‘수수께기’를 뜻합니다.

이 ‘수수께끼’라는 뜻의 이름을 가진 암호기계 에니그마는1923년 폴란드에서 상업용으로 출시된 것을 독일군에서 채용, 개량하며 사용했습니다.

 

2차 세계 대전 동안 독일의 육해공군들은 에니그마 기계를 사용해 매일 수천개의 암호화된 메시지들을 전송했습니다. 여기엔 전방의 장군들이 만든 세세한 상황보고와 히틀러가 내린 명령과 같은 최고등급의 신호들에서부터 날씨보고와 물자 공급서의 재고상황과 같은 주요한 세부사항까지 포함되어 있었습니다.

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가볍고 이동성이 탁월한 에니그마는 베를린에 있는 장군 집무실, 무장한 차량, 잠수함 등에서 똑같이 사용되었습니다.

 

당시로서는 강력했던 기계식 암호화 기법을 사용했고 독일군이 추가로 복잡한 장치를 추가해 기존의 암호해독 기술을 완전히 무력화시켰던 탓에 상당 기간 동안 난공불락의 암호체계를 자랑했습니다.

에니그마의 암호문 제작의 원리는 무한히 긴 열쇠값을 이용하는 다중 치환 암호를 전기공학적으로 구현해내는 데에 있습니다.

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자판을 이용하여 암호화할 문장을 입력하면 스크램블러가 돌아가면서 암호화된 문장으로 만들어 램프로 표시하고, 뒤의 플러그판은 임의의 두 글자를 서로 교환하여 주는데 이는 가능한 조합의 수를 더욱 늘려 줄 뿐더러 한 굴자는 절대로 똑 같은 글자로 암호화되지 않게 하는데요.

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예를 들어 B를치면 B로 암호화가 되지 않는다는 이야기 입니다. 이렇게 경우의 수를 다 곱하면 약 4,920,000,000,000,000,000,000이라는 경우의 수가 나올 수 있습니다.

또한 자판과 첫번째 스크램블러 사이에 배전반을 넣어 이 경우의 수를 더 늘릴 수도 있는데요.

배전반에는 알파벳 각 문자마다 플러그를 꽂을 수 있게 소켓이 설치되어 있습니다.

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위 그림에서는 두개를 교차해서 두쌍의 글자를 교차하여 전선을 꼽을 수 있게 되어 있지만 에니그마 에서는 여섯개의 전선으로 여섯쌍의 글자를 교차시킬 수 있는데요.

배전반 26개의 글자 중 여섯개의 글자가 서로 교차될 수 있는 경우의 수는 엄청나게 많습니다. (26개의 글자 중 6개의 글자가 교차될 수 있는 경우의 수 = 100,391,791,500)

즉, 계산을 하면

스크램블러 X 스크램블러 X 스크램블러 X 디스크 교환 수 X 배전반

= 26 X 26 X 26 X 6 X 100,391,791,500 = 약 10,000,000,000,000,000

이라는 어마무시한 숫자가 나오게 됩니다.

8영화상에서 보았던 엄청난 배수의 조합, 어떻게 나오게 되었는지 아시겠죠?

 

따라서, 약속된 키가 없을 경우 에니그마를 해독하는 것은 불가능에 가깝습니다.

독일군들은 몇 가지 경우의수를 뽑은 후, 책을 만들어서 날짜 별로 사용해야 하는 회전자의 상태를 배포 했는데요. 이 책은 아주 쉽게 불타고 물에도 글씨가 지워지게하여 적에게 넘어가는 가능성을 최소화 하였다고 합니다.

이렇게, 복잡성과 어마어마한 경우의 수로 무장한 에니그마의 등장은 연합국들에게 어떤 무기보다 두려운 존재였답니다.

 

 2. 에니그마 해독의 실마리 : 인간적인 실수와 ‘콜로서스’의 등장

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한편! 해독의 실마리를 찾은 건 기계의 결점이 아니라 인간적인 실수였는데요

독일군은 한번 사용한 설정 값을 다시 사용해서는 안 된다는 에니그마 사용지침이 있었음에도

암호병은 자신이 좋아하는 특정 단어나 간단한 문자를 설정 값으로 잡았던 것이죠.

(FILES) This file handout picture releas

(현대 컴퓨터를 만들어낸 천재 수학자 ‘앨런튜링’)

수학자였던 앨런 튜닝은 이때, 에니그마를 반대로 움직이게 해 암호화 문장의 원 뜻을 해독해내는 기계 ‘콜로서스’를 만들어 암호해독에 성공하게 됩니다.

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(최초의 컴퓨터, 콜로서스)

독일군의 인간적인 실수와 ‘콜로서스’의 발명은 세계 2차 대전을 연합국의 승리로 이끌게 된것이죠.

에니그마 해독의 사례에서처럼, 자신이 가지고 있는 기술이나 정보에 대한 확신이 가지고 올 수 있는 결과는 생각보다 막대한데요.

현대 사회와같이 정보의 시대로 불리는 시대에는 더더욱 그렇다고 볼 수 있습니다.

정보의 보안이 언제보다 중요한 지금!

여러분들은 정보 보안에 얼마나 많은 관심을 기울이고 계신가요?

독일군처럼 ‘내 비밀번호나 정보는 괜찮을 것이다’라고 확신하지 말고, 언제나 철저하게 보안을 챙기시기 바랍니다^^ 여러분의 개인정보는 소중하니까요!

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