Codetronik

Kyber는 키 캡슐화 메커니즘으로, 쉽게 설명하면 공유 키(AES)를 유도할때 사용한다고 보면 된다.

Kyber의 보안 강도는 아래와 같다.

Kyber-512 = AES-128

Kyber-768 = AES-192

Kyber-1024 = AES-256

테스트 코드 : https://github.com/pq-crystals/kyber 빌드 후, test_vectors를 실행

*공식에서는 Kyber768 사용을 권장하지만, 귀찮아서 그냥 Kyber512로 진행하였음

1. Bob이 공개 키와 비밀 키를 생성

Public Key: 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
Secret Key: 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

2. Alice는 Bob의 공개 키를 사용하여 공유 키를 유도하고, 이를 캡슐화 함

Ciphertext: 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
Shared Key: 221d7d86011659313c83ce3fd0ab26797ef217e11d1f0bc76e7952fbe52a0a58

3. Bob은 Alice가 보낸 캡슐화된 키를 자신의 비밀 키로 복호화하여 Alice와 동일한 공유키를 얻음

Shared Key: 221d7d86011659313c83ce3fd0ab26797ef217e11d1f0bc76e7952fbe52a0a58

Kyber 공식 홈페이지에서는 하이브리드를 권장한다. 예) Kyber+ECDH
키 교환에 대해서는 아래를 참조
https://www.ietf.org/archive/id/draft-ietf-tls-hybrid-design-12.html

만약 크롬을 사용중이라면, 아래에 접속하여 TLS 1.3 kyber 사용을 활성화 할 수 있다.

Windows 10 기준으로,

C:\Program Files\NPKI\yessign\USER 디렉토리를 보면 공인인증서가 있습니다.

signCert.crt / signPri.key

signPri.key에서 개인키를 추출하고 RSA구조체로 변환할 것입니다.

1. SEED 대칭키 / IV 구하기

1) 개인키 파일에서 salt와 iteration 값을 추출합니다. PKCS#8 규격에 맞춰서 추출합니다.

# 8바이트 salt 추출하기 (20번째 바이트에서 8바이트 추출)

BYTE bySalt[8] = { 0, };

memcpy_s(bySalt, 8, (BYTE*)byFileBuffer + 20, 8);

# iteration 값 추출하기 (30번째 바이트에서 2바이트 추출)

WORD wIteration = _byteswap_ushort(*((WORD*)byFileBuffer + 15));

빅 엔디언을 리틀 엔디언으로 변경해줍니다.

2) KEY와 IV만들기

공인인증서 개인키는 SEED-CBC-128로 암호화되어 있습니다.

복호화할 KEY와 IV를 PBKDF1규격에 따라 만듭니다.

공인인증서 패스워드에 salt를 붙인다음 iteration 값 만큼 SHA1하며, 최종 값에서 첫 16바이트를 KEY로 사용합니다.

최종 HASH값에서 뒤 4바이트를 잘라낸 뒤 SHA1하여 DIV를 만듭니다. DIV에서 앞 16바이트를 잘라서 IV로 사용합니다.

2. SEED로 개인키 복호화

1에서 구한 키와 IV로 SEED-CBC-128 복호화하면 ASN.1 DER형태의 바이너리가 나옵니다.

복호화 할 오프셋은 파일의 36번째부터 끝까지입니다.

3. RSA 구조체로 변경하기

ASN.1을 PKCS8 구조체로 변환 후 RSA구조체로 변환합니다.

4. 개인키로 평문 암호화 

개인키 생성

openssl genrsa -out privatekey.pem 1024

개인키 정보 출력

openssl rsa -in privatekey.pem -text -out private.txt

modulus : 00을 제외하고 128개, 128*8 = 1024bit

prime1, prime2 : 00을 제외하고 64개, 64*8 = 512bit

modulus(N) = prime1(P) * prime2(Q)

공개키 : publicExponent(65537), N

개인키 : privateExponent(D), N

exponent1 : D mod (P-1)

exponent2 : D mod (Q-1)

coefficient : (inverse of Q) mod P

공개키 생성

openssl pkey -in privatekey.pem -pubout -out publickey.pem

공개키 정보 출력

openssl pkey -in privatekey.pem -text_pub

64비트 키 검증

http://www.mathpapa.com/algebra-calculator.html 로 계산 가능

Private-Key: (64 bit)

p * q = modulus = 14325934824416231424 (C6CFF1D21CBA3DBB)

RSA 구조체를 PEM으로 변환하는 방법입니다.

파일 혹은 버퍼로 저장할 수 있습니다.