암호

암호(cipher)

이 용어는 기호화된 통신문과 관련된 암호문이나 그 암호문과 같은 뜻으로 사용된다.

모든 암호는 순서 바꾸기나 문자교환 또는 이 2가지의 수학적 조작을 결합한 곱암호의 방식을 이용한다.

순서를 바꾸는 전치식(轉置式) 암호법에서는 평문의 요소들(예를 들면 글자, 낱말, 일련의 기호 등)을 그 요소 자체는 바꾸지 않은 채 순서만 바꾸어 다시 배열한다(치환암호). 문자교환식 암호법에서는 그러한 요소들의 순서는 그대로 둔 채, 그 요소들을 다른 물체나 군(群)으로 바꾼다(대입암호). 곱암호를 만들 때는 순서 바꾸기와 문자교환이 직렬식으로 이루어진다.

예를 들면 분할법이라고 불리는 곱암호 방식에서는 우선 평문의 기호를 다양한 기호로 바꾸어 암호문을 만든 다음, 이 암호문의 순서를 바꾸어 다시 암호화한다(분할암보방식). 통신문을 변형하는 모든 조작이나 단계는 일정한 규칙에 따라 이루어지며, 이 규칙은 통신문을 보내는 사람과 그것을 받을 사람만이 알고 있는 비밀 코드로 정해져 있다. 암호장치 또는 암호기기는 통신문을 기호로 만들거나 해독할 때 주로 쓰였다.

최초의 암호장치는 BC 400년경 고대 그리스인들이 군대 사령관들 사이의 비밀통신에 사용했던 것 같다. 사이테일이라고 불리는 이 장치는 송곳처럼 끝이 가는 막대기에 통신문을 적은 양피지를 나선형으로 감은 것이다. 양피지를 다시 펴면 거기에는 이해할 수 없는 글자가 나타나지만 이것을 똑같은 모양의 막대기에 둘둘 감으면 원래의 통신문이 다시 나타난다.

이밖에도 암호판이라는 간단한 장치가 1400년대말까지 유럽 여러 나라 정부에 외교 통신문을 보내거나 받을 때 사용되었다. 이 장치는 빙글빙글 도는 2개의 동심원으로 이루어져 있는데, 각 원반마다 26개의 자모가 새겨져 있다. 원반 하나는 평문의 글자를 선택할 때 사용하고, 또 하나는 거기에 대응하는 암호를 찾는 데 사용한다. 1891년 프랑스의 암호학자인 에티엔 바제리에는 미국의 토머스 제퍼슨이 거의 1세기 전에 이미 공식화한 원칙에 따라 휠씬 복잡한 암호장치를 만들었다.

바제리에의 원통형 암호작성장치는 번호가 매겨진 20개의 회전 원반으로 이루어져 있는데, 각 원반 주변에는 각기 다른 자모가 하나씩 새겨져 있다. 이 원반들을 평문의 처음 20개 글자가 차례로 나타나도록 미리 결정된 순서에 따라 중심축 위에 올려놓고 돌린다. 그런 다음 임의의 다른 순서로 바꾸면 암호문이 만들어진다. 통신문의 나머지 글자도 똑같은 방식으로, 1번에 20자씩 처리한다.

1920년대에 무선통신과 전자기계기술이 발달하자 암호장치에도 혁명이 일어났다.

회전자 암호기가 혁신적으로 발전한 것이다. 회전자 방식 가운데 가장 일반적인 유형은 평문의 알파벳과 암호문의 알파벳이 일대 일로 대응하는 단순한 단일 문자교환 암호를 곱암호법의 인자로 삼은 것이다. 이 암호기의 회전자는 양쪽에 전기교신장치가 있는 원반으로 이루어져 있고, 회전자 양쪽에 있는 교신장치 사이의 자의적인 1대 1 관계(단일 문자교환)를 알아차리도록 배선되었다. 회전자 암호기는 제2차 세계대전 때 연합국과 추축국이 모두 광범위하게 사용했다.

1970년대초부터 암호학자들은 집적회로와 컴퓨터 공학에서 이루어진 주요발전을 원용하여 훨씬 정교하고 새로운 형태의 암호장치와 암호체계를 만들었는데, 마이크로프로세서를 이용한 데이터 암호화 표준규격(DES)과 피보나치 발생기가 그 예이다.