메시지 서명 설명: 로그인 및 확인에서의 사용

메시지 서명이란 무엇인가요?

메시지 서명은 사용자가 메시지 또는 데이터에 고유한 디지털 서명을 첨부하여 다른 사람이 메시지의 진위와 출처를 확인할 수 있도록 하는 암호화 프로세스입니다. 메시지 내용을 숨기는 암호화와 달리, 서명은 데이터가 변조되지 않았음을 보장하고 보낸 사람을 확인합니다. 메시지 서명은 특히 블록체인, 웹 인증 및 문서 검증 분야에서 디지털 통신 보안에 필수적입니다.

이 프로세스는 메시지에 서명하는 개인 키와 서명을 확인하는 데 사용되는 공개 키, 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 두 키 간의 수학적 연관성이 이 절차의 보안을 뒷받침합니다. 서명 후 메시지가 수정되거나 서명이 위조되면 검증이 실패합니다. 이는 다양한 애플리케이션에서 데이터 무결성과 사용자 신뢰성을 강력하게 보장합니다.

디지털 서명은 일반적으로 다음과 같은 기존 암호화 알고리즘을 사용하여 구축됩니다.

• RSA: 암호화와 서명을 모두 지원하는 널리 사용되는 알고리즘입니다.
• ECDSA(타원 곡선 디지털 서명 알고리즘): 블록체인 및 계산 효율성이 중요한 시스템에서 널리 사용됩니다.
• EdDSA(에드워즈 곡선 디지털 서명 알고리즘): 향상된 보안과 속도로 알려져 있습니다.

실제로 사용자가 메시지에 서명하면 시스템은 메시지를 해시하고 개인 키로 해시를 암호화합니다. 수신자는 공개 키로 이 서명을 복호화하고 자신이 계산한 메시지 해시와 비교하여 해시를 검증할 수 있습니다. 두 해시가 일치하면 메시지는 진본이며 변경되지 않습니다.

거래나 자격 증명을 검증할 중앙 기관이 없는 분산 시스템에서 메시지 서명은 매우 중요합니다. 암호화 서명은 블록체인 네트워크, 분산 애플리케이션(dApp), Web3 ID 관리 프레임워크와 같은 영역에서 P2P(peer-to-peer) 신뢰 구축을 가능하게 합니다.

인증, 데이터 보호, 규정 준수는 현대 소프트웨어 환경에서 디지털 서명을 사용하는 주요 이유 중 하나입니다. API, 사용자 인터페이스 또는 기본 프로토콜 계층에 통합되어 있든, 디지털 메시지 서명은 디지털 경제에서 안전하고 검증 가능한 통신을 가능하게 하는 핵심 요소로 자리 잡았습니다.

메시지 서명을 통한 신원 확인 방법

메시지 서명의 가장 실용적인 용도는 신원 확인이며, 특히 중앙 기관이 없는 디지털 환경에서 더욱 그렇습니다. 메시지 서명을 통한 검증은 특정 작업, 메시지 또는 데이터 입력이 알려진 출처에서 발생했으며 전송 과정에서 변경되지 않았음을 확인합니다.

검증은 일반적으로 다음과 같은 명확한 단계를 따릅니다.

1. 사용자가 제한된 시스템에 대한 접근 요청이나 민감한 데이터 전송과 같이 유효성 검사가 필요한 작업을 시작합니다.
2. 시스템이 사용자에게 고유한 메시지(대개 논스(nonce) 포함)를 전송합니다.
3. 사용자는 개인 키로 이 메시지에 서명하고 서명된 메시지를 반환합니다.
4. 시스템은 사용자의 공개 키를 사용하여 서명을 확인합니다.
5. 서명이 유효하고 예상 신원과 일치하면 검증이 성공합니다.

이러한 접근 방식은 일반적으로 다음과 같은 경우에 적용됩니다.

• 이메일 검증: PGP 및 S/MIME 프로토콜은 메시지 서명을 사용하여 발신자의 진위성을 확인합니다.
• 블록체인 거래: 사용자는 지갑 개인 키로 거래에 서명합니다. 노드는 블록에 거래를 포함하기 전에 이러한 서명을 검증합니다.
• 파일 무결성: 개발자는 사용자가 변경되지 않은 버전을 다운로드하도록 체크섬 또는 서명된 해시와 함께 소프트웨어를 게시할 수 있습니다.

임의의 숫자인 논스(nonce)를 사용하면 유효한 데이터 전송을 악의적으로 반복하거나 지연시키는 재전송 공격 문제를 해결할 수 있습니다. 각 메시지가 고유하고 이전에 전송된 적이 없음을 보장함으로써 검증자는 요청이 원본이며 최신 상태임을 확신할 수 있습니다.

메시지 서명은 대규모 분산 시스템 내에서 타임스탬프 또는 작성자 신원과 같은 메타데이터를 검증하는 데에도 도움이 됩니다. 예를 들어, 공급망 블록체인 사용 사례에서 관리 연속성(Chain of Custody) 데이터는 다양한 체크포인트에서 서명되어 물리적 또는 디지털 자산의 출처를 검증할 수 있습니다.

서명 검증은 공개 키 인프라(PKI) 시스템과 인증 기관(CA)에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 시스템에서는 CA에서 발급한 디지털 인증서가 사용자 신원을 공개 키에 연결하여 제3자가 신뢰할 수 있는 프레임워크 내에서 서명된 메시지를 검증할 수 있도록 합니다.

메시지 서명은 유럽 연합의 eIDAS 규정이나 미국의 ESIGN 법과 같은 규정에 따라 정의된 특정 관할권에서 법적 효력을 지원한다는 점에 유의해야 합니다. 이를 통해 조직은 디지털 워크플로에서 고객 또는 사용자 작업을 효율적으로 검증하는 동시에 규정 준수 요건을 충족할 수 있습니다.

메시지 서명을 통한 로그인 보안

메시지 서명은 기존 로그인 방식, 특히 사용자 이름-비밀번호 인증에 대한 강력한 대안을 제공합니다. 분산 신원 확인(DID) 또는 지갑 인증 시스템이 널리 사용되는 환경에서는 사용자가 정적 자격 증명을 기억하거나 입력하는 대신 암호화 키 쌍의 소유권을 증명합니다.

메시지 서명을 통한 인증이라고도 하는 이 프로세스는 비밀번호 재사용, 피싱, 데이터베이스 침해와 관련된 위험을 제거합니다. 일반적인 작동 방식은 다음과 같습니다.

1. 사용자가 인증이 필요한 웹사이트 또는 dApp을 방문합니다.
2. 백엔드에서 로그인 메시지를 발행하며, 일반적으로 다음이 포함됩니다.
   • 고유성을 보장하기 위한 논스(nonce)
   • 재전송 위험을 완화하기 위한 요청 날짜
   • IP 또는 클라이언트 세부 정보와 같은 선택적 메타데이터
3. 사용자는 디지털 지갑(예: MetaMask, Trust Wallet 등)의 개인 키를 사용하여 이 메시지에 서명합니다.
4. 사이트는 사용자와 연결된 공개 주소를 사용하여 서명을 확인합니다.
5. 유효한 경우, 사이트는 세션 토큰을 발행하거나 계정 액세스를 시작합니다.

이 방법은 Web3 및 블록체인 플랫폼에서 널리 사용됩니다. 예를 들어:

• 이더리움 로그인: dApp은 트랜잭션을 실행하거나 접근 권한을 부여하기 전에 지갑 서명을 요청합니다.
• SIWE(이더리움 로그인): 이더리움 호환 시스템 전반의 분산형 로그인을 위한 표준으로 성장하고 있습니다.
• DeFi 앱: 비밀번호나 OAuth 토큰 대신 지갑 서명을 사용하여 사용자 신원을 보호합니다.

이 개념은 블록체인을 넘어 기존 사이버 보안 인프라로 확장되고 있습니다. 기업은 인증 요청에 로컬로 서명하는 하드웨어 보안 키(예: YubiKey) 또는 모바일 기기 암호화 모듈을 통합하여 원격 공격 경로를 줄입니다.

이러한 접근 방식은 다음과 같은 방식으로 로그인 시스템을 강화합니다.

• 비밀번호 저장 없음: 백엔드 데이터베이스에서 자격 증명 도용 위험을 제거합니다.
• 피싱 방지: 사용자는 동적인 사이트별 요청에 대응하여 가짜 사이트를 무력화합니다.
• 다중 기기 지원: 안전한 모바일 지갑 및 브라우저 확장 프로그램과 호환됩니다.

메시지 서명은 기존 사용자 관리 시스템을 대체하는 대신, 기존 시스템을 보완하는 역할을 하는 경우가 많습니다. 다중 인증(MFA) 흐름이나 안전한 API 액세스에서 두 번째 요소 역할을 할 수 있습니다. OAuth 2.0 또는 OpenID Connect와 결합하면 서명된 메시지는 더욱 세밀하고 상황에 맞는 보안을 통해 ID를 액세스 토큰에 연결할 수 있습니다.

탈중앙화 사용자 ID 생태계가 발전함에 따라 자기 주권 ID(SSI) 프레임워크는 더욱 발전된 사용 사례를 제공합니다. 이 프레임워크에서는 사용자가 ID 자격 증명 자체를 디지털 서명하여 신뢰 당사자에게 제공하므로 중개자나 중앙 저장소가 필요하지 않습니다.

개발자와 시스템 설계자에게 로그인 시스템에 메시지 서명을 도입한다는 것은 암호화 인식, 신중한 논스 처리, 그리고 안전한 키 관리를 기반으로 시스템을 구축한다는 것을 의미합니다. 이 방법이 올바르게 실행되면 안전하고 검증 가능하며 개인 정보를 보호하고 미래에도 사용할 수 있는 인증을 제공하며, 이는 현대 IT 아키텍처 전반에 걸쳐 부상하는 제로 트러스트 원칙과 점점 더 부합합니다.