파이썬을 활용한 디지털 서명 및 인증 시스템 개발하기

06 Nov 2023

python

소개

디지털 서명 및 인증 시스템은 현대의 정보통신 환경에서 보안을 확보하기 위해 중요한 역할을 합니다. 이 시스템은 데이터의 무결성을 보장하고 인증된 사용자들만이 접근할 수 있는 안전한 환경을 제공합니다. 이번 기술 블로그에서는 파이썬을 활용하여 간단한 디지털 서명 및 인증 시스템을 개발하는 방법을 알아보겠습니다.

디지털 서명

디지털 서명은 메시지의 송신자가 신원을 인증하고, 메시지의 무결성과 변조 여부를 검증하기 위해 사용됩니다. 디지털 서명은 공개키 암호화 방식을 사용하여 생성되며, 다음과 같은 단계로 이루어집니다:

키 생성: 서명자는 개인키와 공개키를 생성합니다. 개인키는 비밀로 보관되어야 하며, 공개키는 다른 사람들에게 공개될 수 있습니다.
서명 생성: 서명자는 개인키를 사용하여 메시지에 대한 디지털 서명을 생성합니다. 이 서명은 메시지와 함께 전송됩니다.
서명 검증: 메시지를 수신한 사용자는 메시지와 함께 받은 디지털 서명을 사용하여 서명의 유효성을 검증합니다. 공개키를 이용하여 검증을 수행합니다.

파이썬에서는 cryptography라이브러리를 사용하여 디지털 서명을 생성하고 검증할 수 있습니다. 예를 들어, 아래의 코드는 디지털 서명을 생성하는 예제입니다:

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding
from cryptography.hazmat.backends import default_backend

# 개인키 생성
private_key = rsa.generate_private_key(
    public_exponent=65537,
    key_size=2048,
    backend=default_backend()
)

# 메시지
message = b"Hello, world!"

# 서명 생성
signature = private_key.sign(
    message,
    padding.PSS(
        mgf=padding.MGF1(hashes.SHA256()),
        salt_length=padding.PSS.MAX_LENGTH
    ),
    hashes.SHA256()
)

print("디지털 서명:", signature)

디지털 인증

디지털 인증은 사용자의 신원을 확인하기 위해 사용됩니다. 이는 인증된 공개키 기반 시스템을 사용하여 이루어집니다. 다음과 같은 단계로 진행됩니다:

인증 센터 등록: 사용자는 인증 센터에 개인정보를 제출하여 공개키를 등록합니다.
인증서 발급: 인증 센터는 사용자의 신원을 확인하고, 해당 사용자의 공개키와 정보를 담은 디지털 인증서를 발급합니다.
디지털 인증서 검증: 다른 사용자는 디지털 인증서를 검증하여 해당 사용자의 신원을 확인합니다. 이를 위해 인증 센터의 공개키를 사용합니다.

파이썬에서는 인증서 생성과 검증을 위해 cryptography 라이브러리를 사용할 수 있습니다. 아래의 코드는 디지털 인증서를 생성하는 예제입니다:

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

# 개인키 생성
private_key = rsa.generate_private_key(
    public_exponent=65537,
    key_size=2048,
    backend=default_backend()
)

# 공개키 추출
public_key = private_key.public_key()

# 인증서 생성
builder = x509.CertificateBuilder()
builder = builder.subject_name(x509.Name([
    x509.NameAttribute(x509.NameOID.COUNTRY_NAME, u"KR"),
    x509.NameAttribute(x509.NameOID.COMMON_NAME, u"Example Cert")
]))
builder = builder.issuer_name(x509.Name([
    x509.NameAttribute(x509.NameOID.COUNTRY_NAME, u"KR"),
    x509.NameAttribute(x509.NameOID.COMMON_NAME, u"Example CA")
]))
builder = builder.public_key(public_key)
# ...
certificate = builder.sign(
    private_key=private_key,
    algorithm=hashes.SHA256(),
    backend=default_backend()
)

# 인증서 저장
with open("certificate.pem", "wb") as f:
    f.write(certificate.public_bytes(serialization.Encoding.PEM))

마무리

파이썬을 이용하여 디지털 서명 및 인증 시스템을 개발하는 방법에 대해 알아보았습니다. 이러한 시스템은 데이터의 보안과 무결성을 확보하기 위해 꼭 필요한 구성 요소입니다. 암호학 관련 라이브러리를 활용하여 파이썬으로 간단하게 구현할 수 있습니다.

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