java-examples/docs/security/jce.md at main

elex/java-examples

Fork 0

Files

Elex dfee41a740 2025-03-12T10:43:35

2025-03-12 10:43:35 +09:00

19 KiB

Raw Permalink Blame History

Java의 java.security 패키지는 보안 관련 기능을 제공하는 핵심 패키지야. 크게 다음과 같은 기능들로 분류할 수 있어:

1. 암호화(Encryption) 및 복호화(Decryption)

암호화는 데이터를 보호하는 데 중요한 역할을 해. Java에서는 다양한 알고리즘을 지원하는 JCA(Java Cryptography Architecture) 및 **JCE(Java Cryptography Extension)**를 통해 암호화 기능을 제공해.

주요 클래스 및 인터페이스

클래스/인터페이스	설명
`Cipher`	암호화 및 복호화 작업을 수행하는 클래스
`KeyGenerator`	대칭 키를 생성하는 클래스 (AES, DES 등)
`SecretKey`	대칭 키를 나타내는 인터페이스
`KeyPairGenerator`	공개 키 및 개인 키 쌍을 생성하는 클래스
`PublicKey`, `PrivateKey`	비대칭 키를 나타내는 인터페이스

예제: AES 암호화 및 복호화

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.util.Base64;

public class AESExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGen.init(128); // 128비트 키 생성
        SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();

        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);

        String plaintext = "Hello, Security!";
        byte[] encrypted = cipher.doFinal(plaintext.getBytes());

        System.out.println("Encrypted: " + Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted));

        // 복호화
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] decrypted = cipher.doFinal(encrypted);
        System.out.println("Decrypted: " + new String(decrypted));
    }
}

2. 키(Key) 및 키스토어(KeyStore) 관리

보안 키를 안전하게 저장하고 관리할 수 있도록 키스토어 기능을 제공해.

주요 클래스 및 인터페이스

클래스/인터페이스	설명
`KeyStore`	키 및 인증서를 저장하는 저장소
`KeyFactory`	키 객체를 생성하는 클래스
`KeyPair`	공개 키와 개인 키를 함께 저장하는 클래스

예제: KeyStore 생성 및 저장

import java.io.FileOutputStream;
import java.security.KeyStore;

public class KeyStoreExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance("JKS");
        keyStore.load(null, null);  // 새로운 KeyStore 생성

        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("keystore.jks")) {
            keyStore.store(fos, "password".toCharArray());  // 비밀번호와 함께 저장
        }
        System.out.println("KeyStore 저장 완료");
    }
}

3. 해시(Hashing) 및 메시지 다이제스트(Message Digest)

해시는 데이터를 변환하여 무결성을 검증하는 데 사용돼. 대표적인 알고리즘으로 SHA-256, MD5 등이 있어.

주요 클래스

클래스 설명

MessageDigest 해시 값을 생성하는 클래스

DigestInputStream 스트림을 통해 해시 계산을 수행하는 클래스

클래스	설명
`MessageDigest`	해시 값을 생성하는 클래스
`DigestInputStream`	스트림을 통해 해시 계산을 수행하는 클래스

예제: SHA-256 해싱

import java.security.MessageDigest;
import java.util.Base64;

public class HashExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String input = "password123";
        MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        byte[] hash = digest.digest(input.getBytes());

        System.out.println("SHA-256 Hash: " + Base64.getEncoder().encodeToString(hash));
    }
}

4. 전자서명(Digital Signature)

전자서명은 데이터의 무결성을 검증하고 서명자의 신원을 확인하는 데 사용돼.

주요 클래스 및 인터페이스

클래스/인터페이스 설명

Signature 전자서명을 생성하고 검증하는 클래스

KeyPairGenerator 전자서명을 위한 키 쌍을 생성하는 클래스

클래스/인터페이스	설명
`Signature`	전자서명을 생성하고 검증하는 클래스
`KeyPairGenerator`	전자서명을 위한 키 쌍을 생성하는 클래스

예제: 전자서명 생성 및 검증

import java.security.*;

public class DigitalSignatureExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyGen.initialize(2048);
        KeyPair keyPair = keyGen.generateKeyPair();

        Signature signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
        signature.initSign(keyPair.getPrivate());

        String message = "This is a secure message.";
        signature.update(message.getBytes());
        byte[] signedData = signature.sign();

        // 검증
        signature.initVerify(keyPair.getPublic());
        signature.update(message.getBytes());
        boolean isVerified = signature.verify(signedData);
        System.out.println("Signature Verified: " + isVerified);
    }
}

5. 인증(Authentication) 및 접근 제어(Access Control)

사용자의 인증 및 권한 관리를 할 수 있도록 지원해.

주요 클래스 및 인터페이스

클래스/인터페이스	설명
`AccessController`	접근 제어를 수행하는 클래스
`Permission`	특정 작업에 대한 권한을 나타내는 클래스
`Policy`	보안 정책을 관리하는 클래스

예제: 접근 제어 실행

import java.security.AccessController;
import java.security.PrivilegedAction;

public class AccessControlExample {
    public static void main(String[] args) {
        String result = AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<String>) () -> {
            return System.getProperty("user.home");
        });
        System.out.println("User Home Directory: " + result);
    }
}

6. 난수 생성(Secure Random)

보안에 강한 난수를 생성하는 기능도 제공해.

주요 클래스

클래스 설명

SecureRandom 보안 강도를 높인 난수 생성 클래스

클래스	설명
`SecureRandom`	보안 강도를 높인 난수 생성 클래스

예제: 난수 생성

import java.security.SecureRandom;

public class SecureRandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        SecureRandom random = new SecureRandom();
        int number = random.nextInt(100);
        System.out.println("Secure Random Number: " + number);
    }
}

7. 보안 프로바이더(Security Provider)

Java는 다양한 보안 알고리즘을 제공하는 보안 프로바이더 개념을 사용해.

주요 클래스 및 인터페이스

클래스/인터페이스 설명

Security 보안 프로바이더를 관리하는 클래스

Provider 특정 보안 기능을 제공하는 클래스

클래스/인터페이스	설명
`Security`	보안 프로바이더를 관리하는 클래스
`Provider`	특정 보안 기능을 제공하는 클래스

예제: 설치된 보안 프로바이더 목록 출력

import java.security.Provider;
import java.security.Security;

public class SecurityProviderExample {
    public static void main(String[] args) {
        for (Provider provider : Security.getProviders()) {
            System.out.println("Provider: " + provider.getName());
        }
    }
}

결론

Java의 java.security 패키지는 암호화, 키 관리, 해싱, 전자서명, 인증, 난수 생성 등 다양한 보안 기능을 제공해.
각 기능을 적절히 조합하면 네트워크 보안, 파일 보호, 인증 시스템 등을 구축할 수 있어!

Java의 JCA(Java Cryptography Architecture) 및 **JCE(Java Cryptography Extension)**에서 지원하는 주요 알고리즘을 정리해볼게.

JCA는 암호화, 키 관리, 전자서명, 해싱 등의 보안 기능을 정의하는 프레임워크이고,
JCE는 JCA를 확장하여 대칭키 암호화, 메시지 인증 코드(MAC), 키 생성 등을 추가 지원하는 확장 라이브러리야.

1. 암호화(Encryption) 및 복호화(Decryption)

암호화는 데이터를 보호하는 가장 기본적인 보안 기술이야. JCE에서는 대칭키 및 비대칭키 암호화를 지원해.

알고리즘	설명	키 길이 (비트)	모드
AES (Advanced Encryption Standard)	현대적인 대칭키 암호화	128, 192, 256	ECB, CBC, CFB, OFB, GCM
DES (Data Encryption Standard)	오래된 대칭키 암호화 (더 이상 안전하지 않음)	56	ECB, CBC, CFB, OFB
Triple DES (DESede)	DES를 3번 수행하여 보안성 강화	112, 168	ECB, CBC, CFB, OFB
Blowfish	빠르고 유연한 대칭키 알고리즘	32~448	ECB, CBC, CFB, OFB
RSA	비대칭키 암호화 (공개키 암호화)	1024, 2048, 4096	-
ElGamal	공개키 기반 암호화	1024 이상	-
ECIES (Elliptic Curve Integrated Encryption Scheme)	타원 곡선 암호화 (ECC)	192, 224, 256, 384, 521	-

예제: AES 암호화 및 복호화

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.util.Base64;

public class AESExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGen.init(128);
        SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();

        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);

        String plaintext = "Hello, JCE!";
        byte[] encrypted = cipher.doFinal(plaintext.getBytes());

        System.out.println("Encrypted: " + Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted));
    }
}

2. 해시(Hash) 및 메시지 다이제스트(Message Digest)

해시는 데이터를 변환하여 무결성을 보장하는 데 사용돼.

알고리즘	설명	출력 크기 (비트)
MD5	오래된 해시 알고리즘 (더 이상 안전하지 않음)	128
SHA-1	보안 취약점이 발견된 해시 알고리즘	160
SHA-256	가장 널리 사용되는 SHA-2 계열 해시	256
SHA-512	SHA-256보다 더 강력한 해시	512
SHA3-256	최신 SHA-3 계열 해시	256

예제: SHA-256 해싱

import java.security.MessageDigest;
import java.util.Base64;

public class SHA256Example {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        byte[] hash = digest.digest("password123".getBytes());
        System.out.println("SHA-256 Hash: " + Base64.getEncoder().encodeToString(hash));
    }
}

3. 전자서명(Digital Signature)

전자서명은 데이터의 무결성을 보장하고 서명자의 신원을 확인하는 데 사용돼.

알고리즘	설명	키 길이 (비트)
SHA1withRSA	SHA-1 기반 RSA 서명 (보안 취약)	1024, 2048, 4096
SHA256withRSA	SHA-256 기반 RSA 서명	2048, 4096
SHA512withRSA	SHA-512 기반 RSA 서명	2048, 4096
SHA256withECDSA	타원 곡선 기반 전자서명	256, 384, 521

예제: RSA 전자서명 생성 및 검증

import java.security.*;

public class DigitalSignatureExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyGen.initialize(2048);
        KeyPair keyPair = keyGen.generateKeyPair();

        Signature signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
        signature.initSign(keyPair.getPrivate());

        String message = "Secure message";
        signature.update(message.getBytes());
        byte[] signedData = signature.sign();

        // 검증
        signature.initVerify(keyPair.getPublic());
        signature.update(message.getBytes());
        boolean isVerified = signature.verify(signedData);
        System.out.println("Signature Verified: " + isVerified);
    }
}

4. 메시지 인증 코드(Message Authentication Code, MAC)

MAC은 데이터의 무결성과 인증을 보장하는 데 사용돼.

알고리즘	설명	출력 크기 (비트)
HmacMD5	MD5 기반 MAC	128
HmacSHA1	SHA-1 기반 MAC	160
HmacSHA256	SHA-256 기반 MAC	256
HmacSHA512	SHA-512 기반 MAC	512

예제: HmacSHA256 사용

import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class HmacExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String key = "secret";
        String message = "Hello, MAC";

        Mac mac = Mac.getInstance("HmacSHA256");
        mac.init(new SecretKeySpec(key.getBytes(), "HmacSHA256"));
        byte[] hmac = mac.doFinal(message.getBytes());

        System.out.println("HMAC: " + Base64.getEncoder().encodeToString(hmac));
    }
}

5. 난수 생성(Secure Random)

보안성이 높은 난수를 생성할 때 사용해.

알고리즘	설명
SHA1PRNG	보안성이 강화된 PRNG (의사 난수 생성기)
NativePRNG	OS 기본 난수 생성기 사용
Windows-PRNG	Windows용 PRNG

예제: 보안 난수 생성

import java.security.SecureRandom;

public class SecureRandomExample {
    public static void main(String[] args) {
        SecureRandom random = new SecureRandom();
        int number = random.nextInt(100);
        System.out.println("Secure Random Number: " + number);
    }
}

결론

JCA 및 JCE에서는 암호화, 해시, 전자서명, MAC, 난수 생성 등의 다양한 알고리즘을 제공해.
이들을 조합하면 데이터 보호, 인증, 무결성 검증 같은 강력한 보안 시스템을 구축할 수 있어!

자바의 JCA (Java Cryptography Architecture)와 JCE (Java Cryptography Extension)는 암호화와 관련된 다양한 알고리즘을 제공합니다. JCA는 기본적인 암호화 프레임워크를 제공하며, JCE는 이를 확장하여 더 강력한 암호화 기능을 추가합니다. 아래는 JCA와 JCE에서 지원되는 주요 알고리즘을 정리한 내용입니다. 이 알고리즘들은 JDK 버전에 따라 다를 수 있으니, 사용하는 JDK 버전(예: JDK 8, 11, 17 등)에 따라 지원 여부를 확인하는 것이 좋습니다.

1. 대칭키 암호화 알고리즘 (Symmetric Key Algorithms)

데이터를 암호화하고 복호화할 때 동일한 키를 사용하는 알고리즘입니다.
대표적인 알고리즘:
- AES (Advanced Encryption Standard): 128, 192, 256비트 키 지원.
  - 모드: CBC, ECB, CTR, GCM 등.
  - 패딩: PKCS5Padding, NoPadding 등.
- DES (Data Encryption Standard): 56비트 키 (현재는 취약하여 권장되지 않음).
- DESede (Triple DES): DES를 3번 반복 적용, 168비트 키.
- Blowfish: 가변 길이 키(최대 448비트) 지원.
- RC2, RC4: 오래된 알고리즘으로 보안성이 낮아 권장되지 않음.

2. 비대칭키 암호화 알고리즘 (Asymmetric Key Algorithms)

공개키와 개인키 쌍을 사용하여 암호화와 복호화를 수행합니다.
대표적인 알고리즘:
- RSA: 키 교환, 디지털 서명, 암호화에 사용. 일반적으로 1024, 2048, 4096비트 키 길이.
- DSA (Digital Signature Algorithm): 디지털 서명 전용, 1024비트 이상 권장.
- EC (Elliptic Curve): 타원 곡선 암호화, 효율적인 키 크기(예: 256비트로 RSA 3072비트 수준 보안 제공).
  - 예: ECDSA (서명), ECDH (키 교환).

3. 메시지 다이제스트 (해시 함수) 알고리즘

데이터 무결성을 확인하기 위해 고정된 길이의 해시 값을 생성합니다.
대표적인 알고리즘:
- MD5: 128비트 출력 (현재는 충돌 취약성 때문에 권장되지 않음).
- SHA-1: 160비트 출력 (취약하여 더 이상 권장되지 않음).
- SHA-2: SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512.
- SHA-3: 최신 해시 알고리즘, SHA-2와 다른 구조로 보안성 강화.

4. MAC (Message Authentication Code) 알고리즘

데이터 무결성과 인증을 보장하기 위한 keyed 해시 함수입니다.
대표적인 알고리즘:
- HmacMD5: MD5 기반 HMAC (취약성 때문에 권장되지 않음).
- HmacSHA1: SHA-1 기반 HMAC (현재는 보안성 낮음).
- HmacSHA256, HmacSHA384, HmacSHA512: SHA-2 기반, 보안성 우수.
- HmacSHA3-256, HmacSHA3-512: SHA-3 기반 (JDK 9 이상에서 지원).

5. 디지털 서명 알고리즘

데이터의 무결성과 출처를 보장합니다.
대표적인 알고리즘:
- RSA: SHA-1, SHA-256 등과 결합 (예: SHA256withRSA).
- DSA: SHA-1, SHA-256 등과 결합 (예: SHA256withDSA).
- ECDSA: 타원 곡선 기반 서명 (예: SHA256withECDSA).

6. 키 생성 및 키 교환 알고리즘

암호화에 사용할 키를 생성하거나 교환합니다.
대표적인 알고리즘:
- Diffie-Hellman (DH): 키 교환용.
- ECDH: 타원 곡선 기반 키 교환.
- 키 생성기: AES, DES, RSA, EC 등에 사용되는 KeyGenerator 및 KeyPairGenerator.

7. 기타 유틸리티

Cipher: 암호화/복호화 작업을 위한 클래스 (위의 알고리즘과 모드/패딩 조합 사용).
KeyStore: 키와 인증서를 저장/관리.
SecureRandom: 암호화에 적합한 난수 생성 (예: SHA1PRNG).

참고사항

지원 여부 확인: JDK 버전과 제공자(Provider, 예: SunJCE, Bouncy Castle 등)에 따라 지원되는 알고리즘이 다를 수 있습니다. Security.getProviders()를 호출해 확인 가능.
보안 권장: MD5, SHA-1, DES 등은 취약하니 최신 애플리케이션에서는 SHA-2, SHA-3, AES, RSA(2048비트 이상) 등을 사용하는 것이 좋습니다.

예제 코드:

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import java.security.Key;

public class AesExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGen.init(256); // 256비트 키 생성
        Key key = keyGen.generateKey();

        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        byte[] encrypted = cipher.doFinal("Hello, World!".getBytes());
        System.out.println(new String(encrypted));
    }
}

필요하면 특정 알고리즘에 대해 더 깊이 설명하거나 예제 코드를 추가로 제공할 수 있습니다. 질문이 더 있으면 말씀해주세요!

19 KiB Raw Permalink Blame History

1. 암호화(Encryption) 및 복호화(Decryption)

2. 키(Key) 및 키스토어(KeyStore) 관리

3. 해시(Hashing) 및 메시지 다이제스트(Message Digest)

4. 전자서명(Digital Signature)

5. 인증(Authentication) 및 접근 제어(Access Control)

6. 난수 생성(Secure Random)

7. 보안 프로바이더(Security Provider)

결론

1. 암호화(Encryption) 및 복호화(Decryption)

2. 해시(Hash) 및 메시지 다이제스트(Message Digest)

3. 전자서명(Digital Signature)

4. 메시지 인증 코드(Message Authentication Code, MAC)

5. 난수 생성(Secure Random)

결론

1. 대칭키 암호화 알고리즘 (Symmetric Key Algorithms)

2. 비대칭키 암호화 알고리즘 (Asymmetric Key Algorithms)

3. 메시지 다이제스트 (해시 함수) 알고리즘

4. MAC (Message Authentication Code) 알고리즘

5. 디지털 서명 알고리즘

6. 키 생성 및 키 교환 알고리즘

7. 기타 유틸리티

참고사항

19 KiB

Raw Permalink Blame History