[파이썬] IoT 기기의 인증과 보안 키 관리

01 Sep 2023

python

IoT 기기의 인증과 보안 키 관리는 IoT 시스템의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 매우 중요합니다. 이러한 기능을 구현하는 방법 중 하나는 파이썬을 사용하는 것입니다. 이 글에서는 파이썬을 활용하여 IoT 기기의 인증과 보안 키 관리를 어떻게 수행할 수 있는지 알아보겠습니다.

1. 보안 키 생성

보안 키는 IoT 기기의 인증과 데이터 암호화에 사용됩니다. 파이썬의 random 모듈을 사용하여 무작위로 보안 키를 생성할 수 있습니다. 다음은 16바이트 길이의 보안 키를 생성하는 예제 코드입니다.

import random

def generate_security_key():
    key = bytearray()
    for _ in range(16):
        key.append(random.randint(0, 255))
    return key

2. 디지털 인증서 생성

디지털 인증서는 IoT 기기의 신원을 확인하고 안전한 통신을 위해 사용됩니다. 파이썬에서는 cryptography 라이브러리를 사용하여 디지털 인증서를 생성할 수 있습니다. 다음은 RSA 키 쌍과 디지털 인증서를 생성하는 예제 코드입니다.

from cryptography.hazmat.primitives import serialization
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from cryptography import x509
from cryptography.x509.oid import NameOID

def generate_certificate():
    # RSA 키 쌍 생성
    private_key = rsa.generate_private_key(
        public_exponent=65537,
        key_size=2048,
        backend=default_backend()
    )
    
    # 디지털 인증서 생성
    subject = issuer = x509.Name([
        x509.NameAttribute(NameOID.COUNTRY_NAME, "KR"),
        x509.NameAttribute(NameOID.STATE_OR_PROVINCE_NAME, "Seoul"),
        x509.NameAttribute(NameOID.LOCALITY_NAME, "Seoul"),
        x509.NameAttribute(NameOID.ORGANIZATION_NAME, "My Company"),
        x509.NameAttribute(NameOID.COMMON_NAME, "iotdevice.example.com")
    ])
    
    cert = x509.CertificateBuilder().subject_name(subject).issuer_name(issuer). \
        public_key(private_key.public_key()).serial_number(x509.random_serial_number()). \
        not_valid_before(datetime.datetime.utcnow()).not_valid_after(datetime.datetime.utcnow() + \
        datetime.timedelta(days=365)).sign(private_key, hashes.SHA256(), default_backend())
    
    # 개인 키와 디지털 인증서를 PEM 형식으로 저장
    private_key_pem = private_key.private_bytes(encoding=serialization.Encoding.PEM, format=serialization.PrivateFormat.PKCS8, encryption_algorithm=serialization.NoEncryption())
    cert_pem = cert.public_bytes(encoding=serialization.Encoding.PEM)
    
    return private_key_pem, cert_pem

3. TLS 연결 설정

TLS(Transport Layer Security)은 데이터의 기밀성과 무결성을 보장하기 위해 사용되는 프로토콜입니다. 파이썬에서는 ssl 모듈을 사용하여 TLS 연결을 설정할 수 있습니다. 다음은 TLS 연결 설정을 위한 예제 코드입니다.

import socket
import ssl

def create_tls_connection(address, port):
    # 클라이언트 소켓 생성
    client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    # TLS 연결 설정
    context = ssl.create_default_context()
    context.load_cert_chain(certfile="certificate.pem", keyfile="private_key.pem")
    context.check_hostname = False
    context.verify_mode = ssl.CERT_NONE
    
    # 서버와 TLS 연결
    tls_socket = context.wrap_socket(client_socket, server_side=False)
    tls_socket.connect((address, port))
    
    return tls_socket

결론

파이썬은 IoT 기기의 인증과 보안 키 관리를 쉽게 구현할 수 있는 강력한 도구입니다. random, cryptography, ssl 등의 모듈을 활용하여 보안 키 생성, 디지털 인증서 생성, TLS 연결 설정 등을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 안전한 IoT 시스템을 구축할 수 있습니다.