KR102241390B1

KR102241390B1 - 고속 암호통신을 위한 암호화 장치 및 그 장치의 구동 방법

Info

Publication number: KR102241390B1
Application number: KR1020190116919A
Authority: KR
Inventors: 조종익; 김경열; 정동규; 정기현
Original assignee: 주식회사 케이씨에스
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2021-04-16
Also published as: KR20210034937A

Abstract

본 발명은 고속 암호통신을 위한 암호화 장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 고속 암호통신을 위한 암호화 장치는, 마스터 및 슬래이브 동작이 가능한 SPI 통신에 의해 주변장치로부터 압축 데이터를 수신하고, 수신한 압축 데이터를 암호화하여 주변장치로 전송하는 인터페이스부, 및 수신한 압축 데이터를 대칭키 암호 방식으로 암호화하여 암호 데이터를 생성하며, 난수로 생성되는 패킷 암호용 비밀키를 대칭키로 암호화하여 생성하는 비밀키에 대하여 복호화를 위한 비밀키 공유를 수행하는 암호화부를 포함할 수 있다.

Description

고속 암호통신을 위한 암호화 장치 및 그 장치의 구동 방법{Encryption Device for Cryptographic Communication of High Speed and Driving Method Thereof}

본 발명은 고속 암호통신을 위한 암호화 장치 및 그 장치의 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가령 네트워크 카메라의 호스트와 암호모듈간에 SPI(Serial Peripheral Interface)로 연결된 환경에서 암호통신 등의 암호화 성능을 최대로 하는 고속 암호통신을 위한 암호화 장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것이다.

네트워크 카메라는 인터넷에 연결돼 PC나 스마트폰에 화상을 실시간 송출할 수 있는 감시 카메라이다. 별도의 녹화기가 없어도 손쉽게 지정 장소를 감시할 수 있어 가정이나 소규모 사업장에서 사용하기 적합하다. 온라인 네트워크를 이용하기 때문에 인터넷 프로토콜(IP) 카메라라고도 불린다. 이러한 IP 카메라는 안전을 위해 도로, 빌딩 등에 설치되어 주변의 영상을 촬영한다. IP 카메라에 의해 촬영된 영상이 네트워크를 통해 전송될 때, 해킹의 우려가 있다. 따라서 영상이 네트워크를 통해 전송될 때, 영상의 해킹을 방지하기 위해 영상의 암호화가 필요하다.

IP 카메라의 일반적인 암호화 통신은 가령 리눅스(Linux) 기반의 SPI 라이브러리(Library)와 소프트웨어 암호 라이브러리(Library)를 이용하는 경우, 호스트 즉 네트워크 카메라의 SPI API(Application Programming Interface)에서 명령을 모두 송신하고 그 명령에 대한 영상 데이터를 암호칩에 전달한다. 암호칩에서는 그 요청한 명령을 모두 수신한 후에 평문(Plain Text)을 암호화하고 암호화된 영상 데이터를 순차적으로 호스트로 전달하는 방식으로 이루어진다.

그런데, 이러한 일반적인 암호화 통신 방식은 암호화 과정에 시간이 많이 소요되는 문제가 있으며, 이는 결국 영상 처리에 시간 지연을 발생시킨다.

한국등록특허공보 제10-0835372호(2008.05.29) 한국공개특허공보 제10-2006-0033768호(2006.04.19) 한국공개특허공보 제10-2018-0065183호(2018.06.18) 한국등록특허공보 제10-1930950호(2018.12.13) 한국등록특허공보 제10-2002523호(2019.07.16)

본 발명의 실시예는, 가령 네트워크 카메라의 호스트와 암호모듈간에 SPI 인터페이스로 연결된 환경에서 암호통신 등의 암호화 성능을 최대로 하는 고속 암호통신을 위한 암호화 장치 및 그 장치의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 고속 암호통신을 위한 암호화 장치는, 마스터(master) 및 슬래이브(slave) 동작이 가능한 SPI 통신에 의해 주변장치로부터 압축 데이터를 수신하고, 상기 수신한 압축 데이터를 암호화하여 상기 주변장치로 전송하는 인터페이스부, 및 상기 수신한 압축 데이터를 대칭키 암호 방식으로 암호화하여 암호 데이터를 생성하며, 난수로 생성되는 패킷 암호용 비밀키를 대칭키로 암호화하여 생성하는 비밀키에 대하여 복호화를 위한 비밀키 공유를 수행하는 암호화부를 포함한다.

상기 암호화부는, 난수로 생성되는 개인키 값과 상기 주변장치의 공개키값을 연산하여 상기 대칭키를 생성할 수 있다.

상기 암호화부는, 대칭키 암호 엔진으로서 국내표준 알고리즘인 아리아(ARIA) 또는 국제표준 알고리즘인 AES(Advanced Encryption Standard)를 실행하며, 256 비트(bit)의 키 길이를 사용할 수 있다.

상기 암호화부는, 상기 주변장치로부터 N번째 블록의 압축 데이터가 수신되면, 상기 N번째 블록의 압축 데이터를 암호화하면서 기 암호화한 (N-2)번째 블록의 암호 데이터를 상기 주변장치로 제공할 수 있다.

상기 암호화부는, N개(여기서, N은 정수)의 상기 압축 데이터를 암호화하기 위하여 N-(N-4)개의 더미(dummy) 데이터를 이용하며, 항상 4개의 더미 데이터를 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 고속 암호통신을 위한 암호화 장치의 구동방법은, 인터페이부가, 마스터 및 슬래이브 동작이 가능한 SPI 통신에 의해 주변장치로부터 압축 데이터를 수신하고, 상기 수신한 압축 데이터를 암호화한 암호 데이터를 상기 주변장치로 전송하는 단계, 및 암호화부가, 상기 수신한 압축 데이터를 대칭키 암호 방식으로 암호화하여 암호 데이터를 생성하며, 난수로 생성되는 패킷 암호용 비밀키를 대칭키로 암호화하여 생성하는 비밀키에 대하여 복호화를 위한 비밀키 공유를 수행하는 단계를 포함한다.

상기 암호 데이터를 생성하는 단계는, 난수로 생성되는 개인키 값과 상기 주변장치의 공개키값을 연산하여 상기 대칭키를 생성할 수 있다.

상기 암호 데이터를 생성하는 단계는, 대칭키 암호 엔진으로서 아리아(ARIA) 또는 AES를 실행하며, 256 비트(bit)의 키 길이를 사용할 수 있다.

상기 암호 데이터를 생성하는 단계는, 상기 주변장치로부터 N번째 블록의 압축 데이터가 수신되면, 상기 N번째 블록의 압축 데이터를 암호화하면서 기암호화한 (N-2)번째 블록의 암호 데이터를 상기 주변장치로 제공할 수 있다.

상기 암호 데이터를 생성하는 단계는, N개(여기서, N은 정수)의 상기 압축 데이터를 암호화하기 위하여 N-(N-4)개의 더미 데이터를 이용하며, 항상 4개의 더미 데이터를 이용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 가령 IP 카메라의 촬영 영상을 고속으로 암호화 처리함으로써 영상 처리 시간을 빠르게 증가시킬 수 있을 것이다.

또한, IP 카메라의 촬영 영상을 실시간으로 암호화하여 전송할 수 있으며, 복호화시 프레임 손실 및 딜레이(delay)를 없앨 수 있을 것이다.

나아가, IP 카메라뿐 아니라 홈 사물인터넷(Home IoT), 스마트 팩토리, 커넥티드카, 드론 등 다양한 분야에서 적용이 가능할 수 있을 것이다.

뿐만 아니라, 소형 사이즈(예: 6mmㅧ6㎜)의 SoC(System-one-chip)로써 저성능/저전력 IoT 디바이스의 실시간 데이터 암호화에 유용할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상서비스 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 암호화 장치의 세부 구조를 예시한 블록다이어그램,
도 3은 도 1의 암호화 장치로서 IP 카메라를 도식화하여 나타낸 도면,
도 4는 일반적인 암호화 통신을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고속 암호화 통신을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 4 및 도 5의 암호화 통신을 비교 설명하기 위한 도면,
도 7 및 도 8은 도 3의 IP 카메라 모듈과 암호 모듈의 통신 과정과 운영과정을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 암호화 장치의 구동 과정의 흐름도,
도 10은 도 3의 SPI API 처리 장치의 구동 과정을 나타내는 흐름도, 그리고
도 11은 도 3의 암호 모듈의 구동 과정을 나타내는 흐름도,

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상서비스시스템을 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 영상서비스시스템(90)은 암호화장치(100), 사용자 단말장치(110), 통신망(120) 및 영상서비스장치(130)의 일부 또는 전부를 포함한다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 통신망(120)과 같은 일부 구성요소가 생략되어 암호화장치(100)와 영상서비스장치(130)가 다이렉트 통신(예: P2P 통신)을 수행하거나, 영상서비스장치(130)의 일부 또는 전부가 통신망(120)을 구성하는 네트워크장치(예: 무선교환장치 등)에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

암호화 장치(100)는 IP 카메라, 드론, 사물인터넷(IoT) 기기, 커넥티드카, 스마트 팩토리 등 다양한 장치에 구성될 수 있다. 더 정확하게는 카메라 등의 촬영장치에 구비되거나 연동하는 것이 바람직하지만, 영상 데이터를 압축하지 않고 암호화만 수행하여 전송하거나 압축 데이터를 전송하는 시스템에도 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 암호화 장치(100)는 고속 암호통신을 위한 암호칩(예: KEV7)(101)을 포함할 수 있다. 고속 암호통신을 위하여 암호화 장치(100)는 호스트(예: 제어부)와 마스터 및 슬래이브 동작이 가능한 SPI 통신을 수행하고, 암호화 엔진(혹은 알고리즘)은 대칭키 암호화 방식을 사용할 수 있다. 또한, 암호화 엔진은 국내 표준 알고리즘인 아리아(ARIA)를 사용할 수 있으며, 키 길이는 256 비트(bit)를 사용할 수 있다. 나아가 암호화 장치(100)는 암호화 패킷의 복호화를 위해 비밀키를 공유하며, 비밀키 생성을 위해 난수를 이용할 수 있다.

암호화 장치(100)는 가령 IP 카메라로서 지정 장소에서 설치되어 촬영되는 촬영영상을 실시간으로 암호화하여 영상서비스장치(130)로 전송할 수 있다. 물론, 암호화 장치(100)는 촬영 영상을 영상서비스장치(130)로 제공하기에 앞서 주변에 설치되는 DVR이나 NVR 등에 저장시킬 수도 있다.

사용자 단말장치(110)는 스마트폰, 데스크탑컴퓨터, 랩탑컴퓨터, 태블릿PC, 국내 S사의 갤*시기기와 같은 웨어러블기기 등을 포함한다. 사용자 단말장치(110)는 가정이나 공장 등에 설치되어 해당 공간을 촬영하는 IP 카메라로부터 제공하는 촬영영상을 통해 해당 공간을 감시할 수 있다. 물론 여기서 IP 카메라는 도 1의 암호화 장치(100)를 구비하는 것이 바람직하다.

사용자는 자신이 구입한 IP 카메라 등을 통해 특정 공간을 실시간을 감시하기 위하여 IP 카메라의 구입처 또는 제조사 등에서 제공하는 서비스에 가입할 수 있다. 이를 통해 지난 촬영영상 등도 시청이 가능할 수 있다. 이러한 점에서 보면 IP 카메라는 웹 서버와 같은 동작을 수행한다고도 볼 수 있다.

통신망(120)은 유무선 통신망을 모두 포함한다. 가령 통신망(120)으로서 유무선 인터넷망이 이용되거나 연동될 수 있다. 여기서 유선망은 케이블망이나 공중 전화망(PSTN)과 같은 인터넷망을 포함하는 것이고, 무선 통신망은 CDMA, WCDMA, GSM, EPC(Evolved Packet Core), LTE(Long Term Evolution), 와이브로(Wibro) 망 등을 포함하는 의미이다. 물론 본 발명의 실시예에 따른 통신망(120)은 이에 한정되는 것이 아니며, 가령 클라우드 컴퓨팅 환경하의 클라우드 컴퓨팅망, 5G망 등에 사용될 수 있다. 가령, 통신망(120)이 유선 통신망인 경우 통신망(120) 내의 액세스포인트는 전화국의 교환국 등에 접속할 수 있지만, 무선 통신망인 경우에는 통신사에서 운용하는 SGSN 또는 GGSN(Gateway GPRS Support Node)에 접속하여 데이터를 처리하거나, BTS(Base Station Transmission), NodeB, e-NodeB 등의 다양한 중계기에 접속하여 데이터를 처리할 수 있다.

통신망(120)은 액세스포인트를 포함할 수 있다. 여기서의 액세스포인트는 건물 내에 많이 설치되는 펨토(femto) 또는 피코(pico) 기지국과 같은 소형 기지국을 포함한다. 펨토 또는 피코 기지국은 소형 기지국의 분류상 암호화 장치(100)나 사용자 단말장치(110) 등을 최대 몇 대까지 접속할 수 있느냐에 따라 구분된다. 물론 액세스포인트는 암호화 장치(100)나 사용자 단말장치(110) 등과 유선 외에도 지그비 및 와이파이 등의 근거리 통신을 수행하기 위한 근거리 통신모듈을 포함할 수 있다. 액세스포인트는 무선통신을 위하여 TCP/IP 혹은 RTSP(Real-Time Streaming Protocol)를 이용할 수 있다. 여기서, 근거리 통신은 와이파이 이외에 블루투스, 지그비, 적외선, UHF(Ultra High Frequency) 및 VHF(Very High Frequency)와 같은 RF(Radio Frequency) 및 초광대역 통신(UWB) 등의 다양한 규격으로 수행될 수 있다. 이에 따라 액세스포인트는 데이터 패킷의 위치를 추출하고, 추출된 위치에 대한 최상의 통신 경로를 지정하며, 지정된 통신 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치, 예컨대 영상서비스장치(130) 등으로 전달할 수 있다. 액세스포인트는 일반적인 네트워크 환경에서 여러 회선을 공유할 수 있으며, 예컨대 라우터(router), 리피터(repeater) 및 중계기 등이 포함된다.

영상서비스장치(130)는 IP 카메라나 드론 등에 의해 촬영된 촬영영상을 제공하는 장치를 포함한다. 예를 들어, IP 카메라를 설치하고 다수에게 영상 서비스를 제공하는 운영사의 서버를 포함할 수 있다. 가령, IP 카메라를 임대하여 사용하는 경우, 서비스 업체는 IP 카메라를 설치한 후, 사용자 단말장치(110)에서 실시간으로 촬영영상을 시청하도록 할 수 있다.

따라서, 사용자는 사용자 단말장치(110)를 통해 영상서비스장치(130)에 접속하여 자신이 확인하고 싶은 IP 카메라, 더 정확하게는 자신이 계약한 바 있는 IP 카메라에 의해 취득되는 촬영영상을 확인할 수 있다. 예를 들어, 매장에 IP 카메라를 설치한 경우 촬영영상을 영상서비스장치(130)로 제공되어 DB(130a)에 저장될 수 있다. 또는 집의 거실에 IP 카메라를 설치한 경우, 촬영된 영상은 영상서비스장치(130)로 제공되어 저장될 수 있다. 이에 따라 사용자는 자신이 원하는 시간에 언제든지 촬영된 영상을 확인할 수 있게 된다.

영상서비스장치(130)는 암호화 장치(100)를 포함하는 IP 카메라 등으로부터 암호화된 압축 데이터를 수신하여 별도의 복호화를 수행하지 않고 DB(130a)에 저장한 후 사용자 단말장치(110)로 전송할 수 있다. 물론 이러한 동작은 시스템 설계자의 의도에 따라 다양하게 이루어지므로 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 여기서, 복호화는 압축 데이터를 원래 영상 데이터로 복원하는 복호화와, 암호화를 해독하는 복호화를 포함할 수 있지만, 의미의 혼동을 줄이기 위해 전자의 경우는 디코딩이라 명명될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 패킷 암호화를 다루고 있으므로, 암호화의 해독 동작을 복호화로 명명하기로 한다.

도 2는 도 1의 암호화 장치의 세부 구조를 예시한 블록다이어그램, 도 3은 도 1의 암호화 장치로서 IP 카메라를 도식화하여 나타낸 도면, 도 4는 일반적인 암호화 통신을 설명하기 위한 도면, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고속 암호화 통신을 설명하기 위한 도면, 그리고 도 6은 도 4 및 도 5의 암호화 통신을 비교 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 암호화 장치(100)는 가령 고속 암호화를 수행하는 IP 카메라로서, 영상 처리부(혹은 호스트)(200) 및 암호화부(210)의 일부 또는 전부를 포함하며, 여기서 "일부 또는 전부를 포함"한다는 것은 앞서서의 의미와 동일하다.

영상 처리부(200)는 촬상부, 통신 인터페이스부, 제어부, 저장부, 인코딩부(혹은 부호화부)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

촬상부는 가령 CCD(Charge-Coupled Device) 등의 촬상소자로 구성되는 CCD 모듈을 포함할 수 있다. CCD 센서는 빛을 전하로 변환시켜 이미지를 얻어내는 센서이다. 본 발명의 실시예에 따른 촬상부는 암호화 장치(100)에 일체화되어 구성될 수 있지만, 별도 제작되어 잭(jack) 등에 의해 암호화 장치(100)에 연결되어 사용될 수도 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어떠한 형태로 촬상부를 구성하느냐에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

통신 인터페이스부는 촬상부에서 촬영된 촬영 영상 즉 영상 데이터를 압축 및 암호화하여 외부 장치로 전송한다. 물론 암호화된 압축 데이터 즉 암호 데이터는 제어부의 제어하에 외부 장치로 전송된다. 여기서, 외부 장치는 다양한 장치를 포함할 수 있겠지만, 압축 및 암호화되어 전송되는 만큼 도 1의 통신망(120)을 경유하여 촬영영상을 저장하는 영상서비스장치(130)나 그에 연동하는 DB(130a)가 될 수 있다. 이에 따라 사용자들은 인터넷망을 통해 자신의 스마트폰이나 컴퓨터 등의 사용자 단말장치(110)를 통해 특정 장소에 설치되는 가령 IP 카메라의 촬영영상을 언제든지 또는 실시간으로 확인할 수 있게 된다.

또한, 통신 인터페이스부는 촬상부에서 촬영되는 촬영영상을 저장하기 위한 저장 장치로서 DVR(Digital Video Recorder)이나 NVR에 연결될 수도 있다. 통신 인터페이스부는 DVR이나 NVR과 동축케이블 또는 광케이블 등 랜케이블에 의해 연결될 수 있으며, 촬영영상은 저장 장치에 저장된 후 통신망을 경유하여 가령 영상서비스 서버로 전송될 수 있다.

제어부는 IP 카메라 등의 암호화 장치(100)를 구성하는 촬상부, 통신 인터페이스부, 저장부 및 암호화부(210)의 전반적인 제어 동작을 담당한다. 촬상부에서 촬영된 촬영 영상을 가령 저장부에 임시 저장한 후 불러내어 압축(인코딩 혹은 부호화)하고, 압축한 영상 데이터를 암호화부(210)로 전송하여 암호화된 영상 데이터 즉 암호 데이터를 수신한 후 통신 인터페이스부를 통해 외부로 전송할 수 있다. 제어부는 가령 16 바이트(byte) 단위로 압축 데이터를 암호화부(210)로 전송하기에 앞서 통신을 설정하고, 설정한 통신을 해제하며, 이의 과정에서 기기간 상호 인증을 수행하여 인증 후 압축 데이터의 암호화 동작을 수행할 수 있다. 제어부는 기기간 상호 인증 등을 위하여 난수(random number)를 생성해 이용할 수 있다. 개인키 값을 난수로 생성하는 것이다. 이에 근거해 볼 때 제어부는 난수 생성기(예: TRNG)를 포함할 수 있다. 자세한 내용은 이후에 좀더 다루기로 한다.

제어부는 촬영 영상을 인코딩 즉 압축하기 위하여 별도로 구성되어 연결되는 인코더를 통해 수행할 수 있지만, 내부에 포함되는 인코더를 통해 압축을 수행할 수도 있다. 빠른 인코딩을 수행하기 위하여 다양한 방식이 사용될 수 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방식에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 압축 방식은 인트라(INTRA)나 인터(INTER) 방식이 대표적이나 그의 조합된 형태로도 얼마든지 가능할 수 있을 것이다.

제어부는 가령 본 발명의 다른 실시예로서 CPU와 메모리를 포함할 수 있으며, 메모리에는 본 발명의 실시예에 따라 암호화부(210)와 고속 암호화 통신을 수행하기 위한 프로그램을 포함할 수 있다. 예를 들어, 암호화 장치(100)가 도 3의 경우에서와 같이 IP 카메라(100')인 경우 IP 카메라 모듈(200')을 포함할 수 있다. 물론, 여기서 모듈은 H/W 모듈과 S/W 모듈 중 적어도 하나를 포함하는 의미이다. 도 3에서 볼 때, 카메라 응용(부)은 H/W 모듈을 의미할 수 있고, 나머지는 S/W 모듈을 의미할 수 있지만, 이에 특별히 한정하지는 않을 것이다. IP 카메라 모듈(200')은 호스트(Host)라 명명될 수도 있다. "호스트"는 인터넷에 연결되어 있고 개별적인 IP 주소를 가지는 시스템을 의미한다. TCP/IP는 네트워크 전송 프로토콜로서, 서로 다른 운영체제를 쓰는 컴퓨터 간에도 데이터를 전송할 수 있어 인터넷에서 정보 전송을 위한 표준 프로토콜로 쓰이고 있다.

도 3의 IP 카메라 모듈(200')에서 카메라 응용 부위는 네트워크 전송을 위해 영상 데이터를 압축하여 버퍼에 저장하는 과정을 포함한다. 물론 버퍼는 램과 같이 데이터 저장을 위한 일종의 메모리이다. 더 정확하게는 버퍼는 데이터 출력 시간의 지연을 위해 사용된다. 압축한 영상 데이터인 압축 데이터를 암호화하는 데 가령 KEV7 API(Application Programming Interface)를 호출하고, 암호화된 압축 데이터 즉 암호 데이터를 네트워크 전송을 위한 버퍼에 저장한다. KEV7은 암호화칩의 제품명(또는 모델명)에 해당된다. KEV7 API와 관련해 보면, KEV API는 PKCS11 API(혹은 제1 인터페이스부)와 SPI API(혹은 제2 인터페이스부)로 구성되며, 카메라 응용 부위에서 압축 데이터를 암호화하기 위해 호출된다. PKSC11 API는 PKCS#11 표준을 구현할 수 있으며, SPI API는 고속 암호화 통신을 구현한 API이다. KEV API에서 PKCS11은 카메라 응용 부위에서 직접 호출하여 가장 먼저 호출되는 API이다. 압축 데이터 앞에 16 바이트의 명령헤더를 가지고 암호화부(210) 가령 암호모듈의 암호화 기능을 사용하기 위해 SPI 통신을 수행한다. 이때 PKCS11 API는 SPI API를 호출하고, 암호모듈과의 고속 암호화 통신을 유지한다. 또한, KEV API에서 SPI API는 고속 암호화 통신을 수행하며, 암호모듈과의 SPI 통신을 위해 PKCS11 API에서 호출되는 API이다. 명령헤더를 포함한 압축 데이터를 16 바이트 단위로 가령 리눅스 커널(Linux Kernel)의 SPI 장치 드라이버(Driver)를 통해 SPI 통신을 수행한다. 커널은 운영체제(OS)의 심장이자 OS를 규정짓는 매우 중요한 부분이다. 하드웨어의 자원을 자원이 필요한 프로세스에 나눠주고, 덩달아 프로세스 제어(태스크 매니저), 메모리 제어, 프로그램이 운영체제에 요구하는 시스템 콜 등을 수행하는 부분으로 운영체제 맨 하부에서 돌아간다.

암호화부(210)는 가령 제어부에서 제공하는 압축 데이터를 암호화하며, 하드웨어 형태의 암호모듈과 이를 사용하기 위한 암호 API(KEV7 API)로 구성된다. 암호화부(210)는 가령 제어부와 연결되는 인터페이스부(혹은 포트, 단자 등)를 포함할 수 있다. 여기서, 암호 API는 가령 IP 카메라 모듈(200')로서 제어부에 구성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 따라 가령 제어부의 암호 API와 암호화부(210)의 암호모듈은 암호화장치라 명명될 수도 있다. 이때 암호 API는 API부 또는 인터페이스부라 명명될 수 있다. 암호화부(210)는 제어부와 가령 SPI 통신을 통해 압축 데이터를 수신하고, 또 수신한 압축 데이터를 암호화하여 암호 데이터를 제어부로 전송할 수 있다. SPI 통신은 마스터-슬래이브(Master-Slave) 방식으로 호스트에서 16 비트(혹은 바이트) 단위로 데이터를 디바이스 즉 암호모듈로 송신과 동시에 수신이 이루어지는 통신 방식이다.

암호화부(210)의 암호모듈이 제공하는 암호화 기능에는 대칭키 암호 알고리즘인 국내 표준 알고리즘인 아리아(ARIA: Academy Research Institute Agency)가 사용될 수 있으며, 운영모드는 CFB-8 운영모드(Operation mode)가 적용될 수 있고, 키 길이는 256 비트(bit)가 사용될 수 있다. 대칭키 암호(Symmetric-key algorithm)는 암호화와 복호화에 동일한 암호키를 사용하는 알고리즘을 의미한다. 암호화하는 측과 복호화하는 측이 같은 비밀키(Secret key)를 공유해야 한다. 알려진 공개키 암호에 비해 처리속도가 빠르므로 많은 데이터를 신호히 처리해야 하는 통신에 바람직하다.

암호모듈 내 대칭키 암호 엔진으로 국내 표준 알고리즘인 아리아(ARIA)를 지원하고, DPA(Differential Poser Analysis) 방지 알고리즘을 지원한다. 여기서, 아리아(ARIA)는 학/연/관이 공동으로 개발한 128 비트 데이터 블록을 처리하는 암호 알고리즘으로 128/192/256 비트 암호키를 지원한다. 또한, 암호모듈은 모든 키 사이즈(Key size)에 대해 ECB(Electronic Code block), CBC(Cipher Block Chaining), CTR(Counter), CFB8/16/32/64/128(Cipher Feedback), OFB128(Output Feedback), GCTR(GCM: Galois/Counter Mode) 운영모드를 지원한다.

암호화부(210) 즉 암호모듈은 제어부 또는 도 3의 IP 카메라 모듈(200'), 더 정확하게는 SPI API(부)와 SPI 통신에 의해 압축 데이터를 수신하고, 암호화된 압축 데이터 즉 암호 데이터를 전송한다. 데이터를 전송하는 쪽이 마스터(Master)가 되고, 데이터를 수신하는 쪽이 슬래이브(Slave)가 되어 압축 데이터를 수신하고 암호 데이터를 전송하는 것이다.

도 4는 일반적인 암호화 통신 방식을 보여주고 있고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고속 암호화 통신 방식을 보여주고 있으며, 도 6은 80 바이트 데이터를 처리하기 위한 두개의 암호화 통신을 서로 비교하여 보여주고 있다.

도 4에서 볼 때, 일반 암호화 통신은 호스트의 SPI API에서 요청 명령을 모두 송신하고 암호모듈에서 요청 명령을 모두 수신한 후에 평문(Plain Text) 즉 암호화를 하지 않은 데이터를 모두 암호화하여 암호문(Cipher Text)을 생성한 후 응답 명령을 호스트로 송신한다. 호스트에서는 요청 블록을 모두 전송한 후에 암호모듈에서 처리가 끝날 때까지 더미(Dummy) 데이터를 전송하여 응답 블록의 헤더를 확인한다. 응답블록의 헤더를 수신하면 헤더에서 데이터의 길이를 확인하여 데이터의 길이만큼 데이터를 수신한다. 이의 과정은 도 4에 잘 보여지고 있다.

반면, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고속 암호화 통신은 호스트의 SPI API에서 요청 명령을 송신하면서 응답 명령을 수신하는 방식으로 이루어진다. 암호모듈에서는 요청 명령 헤더를 수신하고 첫번째 16바이트 데이터를 수신하면 첫번째 데이터를 암호화하고 두번째 데이터를 수신하면 두번째 데이터를 암호화하면서 응답 명령의 헤더를 호스트로 전송한다. 세번째 데이터를 수신하면 세번째 데이터를 암호화하면서 암호화된 첫번째 데이터를 호스트로 전송한다. 호스트 즉 SPI API(200')에서 마지막 두개의 암호화된 데이터를 수신하기 위해 더미 데이터를 암호 모듈(110')로 전송하여 암호 데이터를 수신한다. 구체적인 과정은 도 4에서 잘 보여주고 있다.

도 5의 경우를 다시 일반화해 보면, 본 발명의 실시예에 따른 암호모듈은 가령 압축 데이터를 N개의 블록으로 생성하여 (패킷) 암호화를 수행할 때, N번째 블록의 압축 데이터를 수신하면 기수신하여 암호화한 (N-2)번째 블록의 암호 데이터를 호스트로 전송한다는 것을 알 수 있다. 따라서, N번째 블록의 암호 데이터를 전송하기 위하여 암호모듈은 호스트로부터 더미 데이터를 수신하게 되며, 본 발명의 실시예에서는 이 더미 데이터의 경우에도 전체 생성된 N개의 블록 수를 암호화하기 위하여 항상 4개(즉, N-(N-4)개)의 더미 데이터를 사용한다는 것을 알 수 있다.

좀더 구체적으로 도 6을 참조하여 암호화 명령 처리에 대해 일반 암호화 통신과 고속 암호화 통신을 비교해 보면, 가령 80 바이트의 데이터를 암호화하기 위해서는 헤더와 5개의 데이터 블록으로 나누어서 암호모듈로 전송한다. 이때 본 발명의 실시예에 따른 고속 암호화 통신 방식은 8번의 통신으로 데이터의 암호화가 이루어지는 반면, 일반적인 암호화 통신 방식에서는 14번의 통신으로 암호화가 이루어지게 된다. 이에 근거해 볼 때 데이터의 크기가 크면 클수록 고속 암호화 통신의 성능은 일반 암호화 통신의 2배에 근접하는 성능을 보일 수가 있게 된다.

암호화부(210)는 암호칩(KEV7)의 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 고속 SPI 암호통신 기반의 SPI API 정합을 수행하며, 이를 통해 호스트 즉 네트워크 카메라의 SPI API에서 요청 명령을 송신하면서 암호칩에서 암호화된 영상의 응답 명령을 동시에 수신할 수 있다. 다시 말해 암호칩에서는 요청 명령 헤더를 수신해서 가령 16 바이트씩 데이터를 계속해서 수신하고, 동시에 암호화가 수행된다. 암호화된 영상 데이터가 준비되면 SPI API 수신으로 전송한다.

영상 처리부(200)를 구성하는 가령 저장부는 제어부의 제어하에 처리되는 정보나 데이터를 저장한다. 정보나 데이터를 임시 저장할 수 있다. 여기서, 정보는 단순한 요청이나 응답과 같은 제어명령을 의미한다면, 데이터는 영상을 구성하는 적(R), 녹(G), 청(B)의 화소 데이터를 의미할 수 있다. 다만, 위의 용어는 혼용되어 사용될 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 용어의 개념에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 저장부는 제어부의 제어하에 촬상부의 촬영영상을 임시 저장할 수 있으며, 압축과 암호화를 위하여 저장한 촬영영상을 출력할 수 있다.

지금까지 본 발명의 실시예에서는 IP 카메라와 같은 촬영장치를 예시함으로써 촬영영상을 암호화하는 것을 설명하였지만, 본 발명의 실시예는 카메라 등의 촬영장치뿐 아니라 영상 처리를 위하여 암호화가 필요하다면 그 이외에도 사물인터넷장치나 드론과 같은 다양한 장치에도 활용될 수 있을 것이다.

도 7 및 도 8은 도 3의 IP 카메라 모듈과 암호 모듈의 통신 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에서의 KEV7 API는 암호모듈의 암호화 기능을 사용하면서 고속 암호화 통신을 구현하는 방법을 제공하기 위해 통신 API(부)와 운용 API(부)를 포함한다. 이는 통신부(혹은 인터페이스부) 및 운용부라 각각 명명될 수도 있을 것이다.

도 3의 KEV7 API는 도 6에서 같이 통신 API를 통해 암호모듈에 대해 통신 설정을 수행하고(S700), 이후 운용 API를 통해 마스터 키(Master Key)(혹은 대칭키)에 대한 키 설정, 비밀키 생성 및 키 공유를 수행하여 고속 암호화 통신을 준비한다(S710). 운용 API를 통해 고속 암호화 통신을 수행할 수 있고, 암호화 종료시 통신 API를 통해 통신 해제를 수행한다(S720).

좀더 구체적으로, 통신 설정 단계(S700)는 초기화 단계(KEV7_Initialize)와 로그인 단계(KEV7_Login)를 포함할 수 있다. 초기화 단계에서는 API를 초기화하고, SPI 인터페이스로 KEV7과 연결하는 과정을 수행하고, 로그인 단계에서는 KEV7의 세션 및 권한 획득을 위해 로그인을 수행하며, 암호모듈의 기능을 수행하기에 앞서 로그인하는 함수로서, PIN을 입력하는 과정(CKR_OK, hSession)을 포함할 수 있다.

반면, 통신 해제 단계(S720)는 로그아웃 단계(KEV7_Logout)와 종료 단계(KEV7_Finalize)를 포함할 수 있다. 로그아웃 단계에서는 KEV7의 세션 및 권한 해제를 위해 로그아웃을 수행하고, 로그인된 세션을 로그아웃하고 세션을 종료하는 함수로 세션 종료시 암호모듈 내부에서 사용되었던 자원을 해제하는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 종료 단계에서는 API를 종료하고 SPI로 연결된 통신을 종료한다.

도 3의 KEV7 API는 운용 API를 통해 도 8에서와 같이 IP 카메라 모듈(200')과 암호 모듈(210')간에 고속 암호화 통신시 운용상에 필요한 보안 기능을 제공한다. IP 카메라 모듈(200')과 암호 모듈(210')이 연결된 후 인증 과정을 거친 후 운용 API를 사용한다. 기기에 필요한 상호 인증을 위하여 키 생성 및 키 교환 방식과 키에 대한 전자서명으로 기기간 가령 IP 카메라 모듈(200')과 암호 모듈(210')간에 필요한 상호 인증을 수행한다. 이의 과정에서 가령 난수 생성기(TRNG)에서 난수를 생성하고 생성된 난수를 이용해서 ECDH(Elliptic Curve Diffie-Hellman) 방식으로 키를 유도하는 것이다.

구체적으로 운용 API의 동작은 도 8에서와 같이, ECDH 키 설정 동작(KEV7_DeriveKey)(S811), 난수 생성 동작(KEV7_GenerateRandom)(S813), 키(Key) 암호화 동작(KEV7_EncryptData)(S815), 키 복호화 동작(KEV7_DecryptData)(S817) 및 패킷 암호화 동작(S819)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

키 설정 동작(S811)에서는 개인키 값을 난수(Random number)로 생성하여 공개키를 만들고(예: 공개키는 점 H=dG에 의해 생성되며, 여기서 d는 개인키, G는 하위 그룹의 기준점 혹은 동일한 유한한 점에서 동일한 타원 곡선상의 동일한 기준점), 상대방의 공개키와 개인키로 가령 연산하여 마스터 키를 만든다(예: 대칭키 S=dAHB, 여기서 dA는 자신의 개인키이고 HB는 상대의 공개키). ECDH를 이용하여 키를 교환하는 함수로 상대방의 공개키를 입력하면 암호모듈 내부에서 ECC(Elliptic Curve Cryptography) 공개키 쌍을 생성하고 공개키와 마스터 키 핸들(handle)을 출력한다. 자신의 공개키 값은 상대방에게 전달한다. 또한, 마스터 키로 패킷(Packet) 암호용 비밀키를 암호화하여 키 공유를 수행한다. 여기서, 키 공유를 위한 암호 패킷의 비밀키는 패킷 암호를 위해 난수로 생성하는 패킷 암호용 비밀키를 마스터 키로 암호화하여 생성한다.

난수 생성 동작(S813)에서는 패킷 암호용 비밀키를 난수로 생성한다. 또한 해쉬(Hash) DRBG 알고리즘을 이용하여 난수를 생성하는 함수로 난수의 길이를 입력하면 길이만큼 난수를 생성한다.

키 암호화 동작(S815)에서는 마스터 키로 패킷 암호용 비밀키를 암호화한다.

키 복호화 동작(S717)에서는 마스터 키로 패킷 암호용 비밀키를 복호화한다.

패킷 암호화 동작(S819)에서는 패킷 암호화 (이)전단계(KEV7_PreEncryptPacket), 암호화 단계(KEV7_EncryptPacket) 및 암호화 (이)후단계(KEV7_PostEncryptPacket)를 포함할 수 있다. 전단계에서는 고속 암호화 통신에 사용되는 패킷을 암호화하기 전에 비밀키 및 초기벡터를 설정한다. 암호화 단계에서는 고속 암호화 통신에 사용되는 패킷을 암호화한다. 이때 설정된 비밀키 및 초기벡터는 고속 암호화 통신시 변경되지 않는다. 후단계에서는 고속 암호화 통신을 종료할 경우 호출되고, 설정된 비밀키 및 초기벡터를 제거한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 암호화 장치의 구동 과정의 흐름도이다.

설명의 편의상 도 9를 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 암호화 장치(100)는 마스터 및 슬래이브 동작이 가능한 SPI 통신에 의해 주변장치(예: 영상처리부 또는 영상처리부의 제어부나 인터페이스부 등)로부터 압축 데이터를 수신하고, 수신한 압축 데이터를 암호화한 암호 데이터를 주변장치로 전송한다(S900).

또한, 암호화 장치(100)는 수신한 압축 데이터를 대칭키 암호 방식으로 암호화하여 암호 데이터를 생성하며, 난수로 생성되는 패킷 암호용 비밀키를 대칭키로 암호화하여 생성하는 비밀키에 대하여 복호화를 위한 비밀키 공유를 수행한다(S910).

여기서, 대칭키는 마스터키로 명명될 수도 있으며, 앞서 언급한 대로 자신의 개인키(예: 암호화부(210)의 개인키)와 상대(예: 주변장치)의 공개키의 연산에 의해 형성된다. 여기서, 개인키는 난수 생성기에 의해 생성되는 난수가 사용될 수 있다. 물론 패킷 암호용 비밀키의 경우에도 난수 생성을 위해 난수 생성기가 사용될 수 있다.

상기한 내용 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 암호화 장치(100)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

도 10은 도 3의 SPI 처리 모듈의 구동 과정을 나타내는 흐름도로서, 도 3의 호스트도 도 10의 동작을 수행할 수 있다.

설명의 편의상 도 10을 도 3과 함께 참조하면, SPI 처리 모듈은 본 발명의 실시예에 따라 SPI 처리부라 명명될 수 있으며, 도 3의 IP 카메라 모듈(부)에 포함된다고 볼 수 있다. SPI API(예: KEV7 API)는 도 10에서와 같이 PKCS11 API에서 만들어진 평문 데이터(Tx Msg-Plan Text)를 16 바이트 단위로 암호모듈로 전송하면서 암호데이터(Rx Msg-Cipher Text)를 수신한다.

SPI API에서는 16 바이트의 헤더(REQ_HDR)를 전송하고 더미를 수신한다(SPI_Write)(S1000). 수신한 데이터가 RES_HDR일 때까지 16바이트 단위로 PT를 전송한다(SPI_Write_Read)(S1010). RES_HDR을 수신하면 PT를 송신하면서 CT를 수신한다(SPI_Write_Read)(S1030). PT를 모두 송신하면 더미 데이터를 송신하면서 CT를 수신한다(SPI_Read)(S1040~S1060).

도 11은 도 3의 암호화 모듈의 구동 과정을 나타내는 흐름도로서, 도 2의 암호화부(210)도 도 11과 같은 동작을 수행할 수 있다.

설명의 편의상 도 11을 도 3과 함께 참조하면, 도 3의 암호모듈은 SPI 매니저(SPI Procedure Manager)를 포함할 수 있으며, 암호모듈의 SPI 매니저는 호스트로부터 평문 데이터를 수신하고 수신된 평문 데이터를 암호화하여 호스트로 전송한다. 여기서, 매니저는 S/W 모듈 내에서 제어 또는 관리 등의 동작을 수행한다.

암호모듈은 ProcCmdHeadTrans 루틴(routine)에서 16 바이트의 헤더를 수신한다(S1100 ~ S1105). 헤더의 명령코드가 Encrypt/Decrypt 명령이면 ProcDataPhaseOutIn 루틴으로 상태를 변경하고 더미 데이터를 호스트로 송신한다(S1110 ~ S1119). 헤더의 데이터 크기만큼 데이터를 수신하면 ProcDataPhaseDone 루틴으로 상태를 변경하고 더미 데이터를 수신하면서 암호 데이터를 호스트로 전송한다(S1120 ~ S1126).

여기서, 루틴이란 컴퓨터 프로그램에서 어떤 일을 담당하는 하나의 정리된 일을 의미하며, 또 프로그램의 일부를 표시하는 경우도 있고 전부를 표시하는 경우도 있다. 프로그램은 크고 작은 여러가지 루틴을 조합시킴으로써 성립된다. 루틴은 메인 루틴과 서브 루틴으로 구분할 수 있다. 메인 루틴이란 프로그램의 주요한 부분이며, 전체의 개략적인 동작 절차를 표시하도록 만들어진다. 이 대강의 정도는 서브 루틴의 작업 정도에 의해 정해진다. 결국, 메인 루틴에서는 몇 가지의 서브 루틴을 호출하고, 서브 루틴에 의해서 프로그램의 세세한 실행을 행한다. 서브 루틴이란 프로그램의 일부를 담당하는 부분 프로그램이며, 메인 프로그램으로부터 호출되어 실행된다. 프로그램 중에서 사용 빈도가 높은 부분은 공통화하여서 브루틴으로 함으로써 메모리의 사용 효율을 상승시키며 또 프로그래밍 효율도 상승시킨다. 그리고 흔히 사용하는 루틴을 루틴 라이브러리로서의 파일형으로 해두면 프로그래밍할 때 아주 편리하다. 또한 서브 루틴에는 그 역할과 목적에 맞는 이름을 붙인다. 이로써 프로그램을 읽을 때 이해가 쉽고 읽기 쉬운 프로그램이 된다. 서브 루틴과 메인 루틴은 서로 입력 데이터의 계산 결과를 파라미터로서 주고 받는다. 그 경우 파라미터는 변수형으로 주어지며 그 파라미터에 데이터값을 대입하여 서브 루틴을 호출함으로써 마치 내장 함수인 것처럼 실행할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.

여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100: 암호화 장치 100': IP 카메라
101: 암호칩(KEV7) 110: 사용자 단말장치
120: 통신망 130: 영상서비스장치
200: 영상 처리부 200': IP 카메라 모듈
210: 암호화부 210': 암호모듈

Claims

마스터(master) 및 슬래이브(slave) 동작이 가능한 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신에 의해 주변장치로부터 압축 데이터를 수신하고, 상기 수신한 압축 데이터를 암호화한 암호 데이터를 상기 주변장치로 전송하는 인터페이스부; 및
상기 수신한 압축 데이터를 대칭키 암호 방식으로 암호화하여 암호 데이터를 생성하며, 패킷 암호를 위해 난수로 생성되는 패킷 암호용 비밀키를 난수로 생성되는 개인키 값과 상기 주변장치의 공개키값을 연산하여 생성하는 대칭키로 암호화하여 생성하는 암호 패킷의 비밀키에 대하여 복호화를 위해 상기 암호 패킷의 비밀키의 공유를 수행하는 암호화부;를 포함하되,
상기 암호화부는, 상기 주변장치로부터 임의 블록의 압축 데이터가 수신되면, 상기 임의 블록의 압축 데이터를 암호화하면서 상기 임의 블록에 앞서 기암호화한 블록의 암호 데이터를 상기 주변장치로 제공하는 것을 특징으로 하는 고속 암호통신을 위한 암호화 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 암호화부는, 대칭키 암호 엔진으로서 국내표준 알고리즘인 아리아(ARIA) 또는 국제표준 알고리즘인 AES(Advanced Encryption Standard)를 실행하며, 256 비트(bit)의 키 길이를 사용하는 것을 특징으로 하는 고속 암호통신을 위한 암호화 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 암호화부는, 복수 개의 상기 압축 데이터를 암호화하기 위하여 더미(dummy) 데이터를 이용하며, 항상 고정된 수의 더미 데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 고속 암호통신을 위한 암호화 장치.
인터페이부가, 마스터 및 슬래이브 동작이 가능한 SPI 통신에 의해 주변장치로부터 압축 데이터를 수신하고, 상기 수신한 압축 데이터를 암호화한 암호 데이터를 상기 주변장치로 전송하는 단계; 및
암호화부가, 상기 수신한 압축 데이터를 대칭키 암호 방식으로 암호화하여 암호 데이터를 생성하며, 패킷 암호를 위해 난수로 생성되는 패킷 암호용 비밀키를 난수로 생성되는 개인키 값과 상기 주변장치의 공개키 값을 연산하여 생성하는 대칭키로 암호화하여 생성하는 암호 패킷의 비밀키에 대하여 복호화를 위해 상기 암호 패킷의 비밀키의 공유를 수행하는 단계;를 포함하되,
상기 암호 데이터를 생성하는 단계는,
상기 주변장치로부터 임의 블록의 압축 데이터가 수신되면, 상기 임의 블록의 압축 데이터를 암호화하면서 상기 임의 블록에 앞서 기암호화한 블록의 암호 데이터를 상기 주변장치로 제공하는 것을 특징으로 하는 고속 암호통신을 위한 암호화 장치의 구동방법.
삭제
제6항에 있어서,
상기 암호 데이터를 생성하는 단계는,
대칭키 암호 엔진으로서 국내표준 알고리즘인 아리아(ARIA) 또는 국제표준 알고리즘인 AES를 실행하며, 256 비트(bit)의 키 길이를 사용하는 것을 특징으로 하는 고속 암호통신을 위한 암호화 장치의 구동방법.
삭제
제6항에 있어서,
상기 암호 데이터를 생성하는 단계는,
복수 개의 상기 압축 데이터를 암호화하기 위하여 더미 데이터를 이용하며, 항상 고정된 수의 더미 데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 고속 암호통신을 위한 암호화 장치의 구동방법.