[정보보안기사 11] 공개키 기반 구조(PKI)

공개키 기반 구조(PKI)

공개키 암호 및 전자서명의 기술을 사회적인 기반구조로 만들어 가는 것

• 공개키 알고리즘을 위한 키 관리 구조
• 제공 서비스
  • 기밀성, 무결성, 인증, 부인방지, 접근제어

구성요소

크게 인증기관, 검증기관, 등록기관, 저장소, 사용자로 구성

인증기관(CA, Certification Authority)

정책승인기관(PAA, Policy Approving Authority)

• 루트 인증기관으로, PKI 전반의 정책을 생성 및 수립
• 하위 기관들의 정책 준수 상태 및 적정성 감사

정책인증기관(PCA, Policy Certification Authority)

• PAA 하위 계층
• 도메인 내의 사용자와 CA의 정책 수립
• 인증서, 인증서 폐지 목록 등 관리

인증기관(CA)

• PCA 아래 계층으로 인증 정책 수립
• 사용자/등록기관의 요청에 공개키 인증서 발행 및 폐지
• 사용자에게 자신의 공개키와 상위 기관을 공개키 전달
• PA요청에 의해 인증서 발급

검증기관(VA, Validation Authority)

• 인증서의 유효성 여부, 관련 거래의 유효성 여부 등 확인
• VA가 없다면 안정성이 떨어짐
• CA에서 직접 운영 가능

등록기관(RA, Registration Authority)

• 사용자와 CA가 원거리에 있는 경우
• CA 대신 사용자의 신분/소속 등 확인
• 선택적 요소

형태

계층 구조

• 최상위에 루트 CA가 존재하고 그 밑으로 하위 CA가 계층적으로 존재
• 상위 CA가 하위 CA에 인증서를 발행하고, 하위 CA는 상위 CA의 인증정책에 영향
• 루트 CA 간에 상호인증은 허용, 하위 CA 간에 상호인증은 불가능
• 인증경로 탐색이 용이하고, 모든 사용자가 최상위 CA의 공개키를 알고 있어서 검증이 용이
• 최상위 CA에 집중되는 오버헤드가 발생
• 최상위 CA의 비밀키 노출이 되면 피해 막대

네트워크 구조

• 각각의 CA들이 자신의 인증정책에 따라 독립적으로 존재
• 모든 상호인증이 허용되면 상호인증 수 대폭 증가
• 유연하고 인증경로가 단순하여 실직적인 업무관계에 적합
• CA의 비밀키가 노출되어도 피해가 적음
• 인증경로 탐색이 복잡
• 정책 수립과 적용이 어려움

공개키 인증서

해당 키가 특정인의 것임을 보증해주는 것

• 표준화된 양식으로 믿을 수 있는 제 3자가 발행하며 PKI의 근간
• 개인정보와 그 사람의 공개키가 기재되며 CA의 개인키로 서명됨

인증서 표준 규격(X.509)

• 인증서 표준 규격
• IP Security, SSL, 안전한 전자거래(SET)와 S/MIME 같은 네트워크 보안 응용에 사용

요소	구분	설명
버전 (Version)	필수	X.509의 버전
일렬번호 (Serial Number)	필수	CA에 의해 인증서에 부여되는 유일한 번호. (발행자이름과 일렬번호로 인증서를 유일하게 구분할 수 있어야 한다.)
서명 알고리즘 식별자 (Signature Algorithm ID)	필수	CA가 인증서를 서명하기 위한 알고리즘과 알고리즘 식별자를 포함. 이 정보는 끝부분 서명 필드에도 포함되어 있다.
발행자 이름 (Issuer name)	필수	인증서 발행자(보통 CA)의 이름
유효기간 (Validity period)	필수	인증서 유효기간의 시작날짜와 종료날짜
주체 이름 (Subject name)	필수	사용자(피발급자)의 이름 상위 CA가 하위 CA에게 인증서를 발행하는 경우 이 필드에는 CA의 이름이 된다.
주체의 공개키 정보 (Subject Public Key)	필수	사용자의 공개키, 관련 알고리즘
발행자 유일 식별자 (Issuer Unique ID)	선택(v2)	발행자나 사용자의 이름이 중복되는 경우 이를 구별하기 위한 수단
주체 유일 식별자 (Subject Unique ID)	선택(v2)	주체를 유일하게 구별하는 데 사용
확장 (Extensions)	선택(v3)	발행자가 인증서에 추가적으로 사적인 정보를 넣을 수 있는 필드
서명 (Signature)	필수	인증서에 대한 서명 값이 들어있는 필드 나머지 전체 필드를 보호하는 역할을 한다. 다른 필드 전체를 해시해서 나온 해시 값을 CA의 개인키로 암호화한 값이 들어간다.

확장 영역에는 키와 정책 정보, 사용자와 발행자 속성, 인증 경로 제약조건이 들어간다.

X.509 인증서 폐지 목록 프로파일

페지 사유

• 사용자의 개인키가 노출되거나 훼손된 것으로 판단될 때
• CA가 사용자를 더 이상 인증해줄 수 없을 때
• CA의 개인키가 노출되었거나 훼손된 것으로 판단될 때

폐지 목록(CRL, Certificate Revocation List)

• 신뢰 당사자가 언제든지 이 목록을 검색할 수 있어야 함
• 폐기된 인증서들은 일련번호에 의해서 확인 가능

운영 프로토콜

온라인 인증서 상태 검증 프로토콜(OCSP, Online Certificate Status Protocol)

• 실시간으로 인증서 상태 확인 가능
• 백그라운드에서 자동 수행
• CA에 의해 관리되는 CRL을 검사

인증서 관리 프로토콜(CMP, Certificate Management Protocol)

• PKI 환경에서 인증서 관리 서비스를 제공하기 위한 PKI 실체들 간 통신 프로토콜
  • PKI 실체: 이용자, 인증기관, 등록기관, 인증서 저장소 등