[java] 해시 함수의 해시 시퀀스 공격 대응 방법

12 Dec 2023

java

해시 함수는 데이터를 고정된 크기의 해시 값으로 변환하는 함수로서, 주로 데이터의 무결성을 확인하거나 저장된 비밀번호의 보안을 강화하는 데 사용됩니다. 하지만 해시 함수는 본래 메시지 충돌이 발생하지 않도록 이상적으로 설계되어 있지만, 해시 시퀀스 공격과 같은 공격 기법에 취약할 수 있습니다.

해시 시퀀스 공격은 연속적인 상태로 입력 데이터를 해싱하여, 입력 데이터의 상태 변화에 대한 패턴을 파악하여 점진적으로 원본 데이터를 복구하는 공격 기법입니다. 이러한 해시 시퀀스 공격으로부터 보호하기 위해서는 다음과 같은 방법을 고려할 수 있습니다.

해시 함수에 솔트 추가

해시 함수에 솔트(salt)를 추가하여 각 입력값에 일정한 비트 수만큼의 임의 데이터를 추가함으로써, 같은 입력에 대해 항상 동일한 해시 값을 반환하지 않도록 할 수 있습니다. 이를 통해 해시 시퀀스 공격에 대한 취약성을 줄일 수 있습니다.

import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;

public class HashFunction {
    public static String hashWithSalt(String input) {
        try {
            SecureRandom random = new SecureRandom();
            byte[] salt = new byte[16];
            random.nextBytes(salt);
            
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
            md.update(salt);
            byte[] hashedValue = md.digest(input.getBytes());
            
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (byte b : hashedValue) {
                sb.append(String.format("%02x", b));
            }
            return sb.toString();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

해시 함수 업데이트

해시 함수의 디자인 및 구현의 결함으로 인해 해시 시퀀스 공격에 취약할 수 있습니다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 안전한 해시 함수(DSA: Cryptographic Agility)로 업데이트하거나 최신 암호화 기술을 적용함으로써, 보다 안전한 해싱 알고리즘을 선택할 수 있습니다.

import org.bouncycastle.jcajce.provider.digest.SHA3;

public class UpdatedHashFunction {
    public static String hash(String input) {
        SHA3.DigestSHA3 digestSHA3 = new SHA3.Digest256();
        byte[] hashedValue = digestSHA3.digest(input.getBytes());
        
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : hashedValue) {
            sb.append(String.format("%02x", b));
        }
        return sb.toString();
    }
}

요약

해시 시퀀스 공격은 해시 함수의 논리적 결함으로 인해 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해서는 해시 함수에 솔트를 추가하거나, 안전한 해시 함수로 업데이트함으로써 보안을 강화할 수 있습니다.

참고 자료:

Understanding Cryptographic Agile Development