[swift] Swift CryptoSwift로 ElGamal 암호화하기

29 Nov 2023

swift

암호화는 현대 정보보안에서 매우 중요한 기술입니다. ElGamal 암호화는 대표적인 공개키 암호화 알고리즘 중 하나로, 비대칭 키를 사용하여 데이터를 안전하게 암호화하고 복호화하는 기능을 제공합니다.

이번 블로그 포스트에서는 Swift 언어와 CryptoSwift 라이브러리를 사용하여 ElGamal 암호화를 구현하는 방법을 알아보겠습니다.

CryptoSwift 설치하기

먼저 CryptoSwift 라이브러리를 프로젝트에 추가해야 합니다. 이를 위해 Cocoapods을 사용할 수 있습니다. 프로젝트 폴더에서 터미널을 실행하고 다음 명령어를 입력합니다:

$ pod init

그런 다음 Podfile 파일을 수정하여 다음과 같이 CryptoSwift를 추가합니다:

target 'YourProject' do
  use_frameworks!
  pod 'CryptoSwift', '~> 1.4.0'
end

다시 터미널에서 다음 명령어를 입력하여 라이브러리를 설치합니다:

$ pod install

ElGamal 암호화 구현하기

이제 CryptoSwift 라이브러리를 사용하여 ElGamal 암호화를 구현해 보겠습니다. ElGamal 암호화에는 두 가지 주요 단계가 있습니다: 키 생성 및 암호화/복호화입니다.

키 생성하기

키 생성 단계에서는 공개키와 개인키를 생성합니다. CryptoSwift를 사용하여 랜덤 값을 생성한 다음, 이를 기반으로 공개키와 개인키를 계산합니다.

import CryptoSwift

// 공개키와 개인키 생성
func generateKeyPair() -> (BigUInt, BigUInt, BigUInt) {
    let p = BigUInt.randomPrime(bits: 256)
    let g = BigUInt.randomInt(upperBound: p - 1)
    let x = BigUInt.randomInt(upperBound: p - 1)
    let y = g.power(x, modulus: p)
    return (p, g, y)
}

암호화하기

암호화 단계에서는 공개키를 사용하여 평문을 암호화합니다. 평문은 BigUInt로 변환한 다음, 암호화를 수행합니다.

// 평문 암호화
func encrypt(plainText: String, publicKey: (BigUInt, BigUInt, BigUInt)) -> (BigUInt, BigUInt) {
    let p = publicKey.0
    let g = publicKey.1
    let y = publicKey.2

    let m = BigUInt(plainText.utf8)
    let k = BigUInt.randomInt(upperBound: p - 2)
    let a = g.power(k, modulus: p)
    let b = m * y.power(k, modulus: p) % p

    return (a, b)
}

복호화하기

복호화 단계에서는 개인키를 사용하여 암호문을 복호화합니다. 암호문을 복호화하여 다시 평문으로 변환합니다.

// 암호문 복호화
func decrypt(encryptedValue: (BigUInt, BigUInt), privateKey: BigUInt) -> String {
    let a = encryptedValue.0
    let b = encryptedValue.1

    let p = privateKey

    let m = b * a.power(p - 1 - privateKey, modulus: p) % p
    let decryptedData = Data(BigUInt(m).serialize())
    guard let decryptedText = String(data: decryptedData, encoding: .utf8) else {
        return ""
    }

    return decryptedText
}

실행 예시

프로젝트에 위의 함수들을 추가한 다음, 아래와 같이 암호화 예시를 실행해보겠습니다:

let plainText = "This is a secret message."

let publicKey = generateKeyPair()
let encryptedValue = encrypt(plainText: plainText, publicKey: publicKey)

print("Encrypted value: \(encryptedValue)")

let privateKey = publicKey.0
let decryptedText = decrypt(encryptedValue: encryptedValue, privateKey: privateKey)

print("Decrypted text: \(decryptedText)")

위의 예시에서는 “This is a secret message.”라는 평문을 암호화한 다음, 다시 복호화하여 원래의 평문을 얻을 수 있는지 확인합니다.

결론

이번 포스트에서는 Swift 언어와 CryptoSwift 라이브러리를 사용하여 ElGamal 암호화를 구현하는 방법을 알아보았습니다. ElGamal은 현대 정보보안에 많이 사용되는 암호화 알고리즘 중 하나로, 공개키 암호화를 효과적으로 구현할 수 있습니다.

더 많은 정보는 CryptoSwift GitHub 페이지에서 확인할 수 있습니다.