블록 암호 GCM 과 CCM 모드 특성 ( AES 와 ARIA 경우 )

일반적으로 블록 암호 경우 IV 값은 16바이트 길이를 사용한다.
물론 DES 알고리즘 경우는 8바이트이다.
여기서는 AES, ARIA와 같이 키 길이를 16 바이트 이상 사용하는 알고리즘에 대한 내용이다.

하지만 GCM 또는 CCM 모드 경우 IV 길이가 좀 더 다양하게 쓰인다.
그리고 인증 기능을 하는 Tag 값의 길이에도 제한이 있다.

물론 CTR 모드 경우 앞쪽 12바이트 사용하고 카운트 정보로 4바이트 사용하는 특성이 있지만 입력 IV길이는 16바이트 이다.

두 알고리즘에 대한 설명은 여기서 자세히 확인 할 수 있다.
이 문서에서는 실제 두가지 모드를 사용 시 값에 대한 특성에 대해 설명한다

GCM ( Galois/Counter Mode ) 와 CCM ( Counter with CBC-MAC ) 모드 는 인증 기능이 포함된 블록 암호이다.
authenticated encryption with associated data ( AEAD ) 알고리즘이다.

그리고 아 두가지 모드는 IV와 Tag에 대한 제한 정보가 있다. 물론 AAD 값을 넣어서 인증 기능을 제공한다.

AEAD 특성 ( 공통 특성 )

• 소스 데이타가 16의 배수 가 아니어도 됨 ( 즉 입력 길이 = 결과 길이 )
• Additional Associated Data (AAD) 값과 Tag 값을 이용해 인증 기능이 지원 된다.
• 암호화 + MAC 기능을 동시에 하는 기능이다.
• 패딩이 없어도 된다 ( 참고로 CTR, OFB, CFB 모드도 패딩이 없어도 된다 )

GCM 모드 특성

• 유효한 IV 길이 : 어떤 길이도 가능(between 1 and 2^64 ). 하지만 12 바이트 사용 추천 함
• Tag 값은 최대 16 바이트 까지 가능 하다. 그 보다 짧은 길이는 최대 길이 값의 요청 길이 값과 동일 하다.
• GMAC은 데이타 값을 AAD로 입력 하고 실제 데이타는 없는 Tag 값이다.

CCM 모드 특성

• 유효한 IV 길이 : 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
• 유효한 Tag 길이 : 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16
• 복호화시 Tag 값이 맞지 않으면 데이타 복호화 안됨
• CCM 모드 암/복호화는 초기에 소스 데이타의 전체 길이가 입력 되어야 한다.
  • openssl API 경우 Init 함수에서 전체 길이를 입력을 요구 함. (다른 모듈은? )
  • openssl API 경우 CCM 모드에서는 AAD 값이 최소 1바이트 이상 필요함. (다른 모듈은? )

여기서 암/복호화시 모드별로 실제로 개발 시 입력값에 대한 특성을 정리해 보았다.