공개키 암호화

친구에게 아무도 못 보게 쪽지를 전하고 싶다고 해 볼게요. 상자에 쪽지를 넣고 자물쇠를 채워서 건네면 되겠죠. 문제는 친구도 그 상자를 열 수 있어야 한다는 점이에요.

그러려면 열쇠를 미리 친구에게 줘야 해요. 그런데 열쇠를 건네는 길목이 안전하지 않다면 어떻게 될까요? 누군가 중간에서 열쇠를 베껴 두면 그 뒤의 쪽지는 전부 읽히게 돼요.

주고받을 사람이 늘면 더 골치 아파요. 반 친구 스무 명과 각각 비밀 쪽지를 나누려면 서로 다른 열쇠를 스무 개나 만들어 관리해야 하거든요. 열쇠를 나눠 주는 일 자체가 가장 약한 고리가 되는 거예요.

인터넷도 사정이 같아요. 처음 접속한 쇼핑몰과는 미리 만나 열쇠를 주고받은 적이 없으니까요. 이 곤란함을 풀어낸 것이 잠그는 열쇠와 여는 열쇠를 갈라놓는 생각이에요.

이번에는 자물쇠와 열쇠를 짝으로 만들되, 자물쇠만 잔뜩 복사해서 나눠 준다고 생각해 볼게요. 이 자물쇠는 누구나 가져다 채울 수 있어요. 대신 채워진 자물쇠를 여는 열쇠는 내 주머니에만 있어요.

나에게 비밀 쪽지를 보내고 싶은 사람은 내가 뿌려 둔 자물쇠로 상자를 잠가서 보내면 돼요. 도중에 누가 상자를 가로채도 열지 못해요. 심지어 자물쇠를 채운 본인조차 다시 열 수 없어요.

여기서 널리 뿌리는 자물쇠를 공개키라고 불러요. 주인만 간직하는 열쇠는 개인키라고 하고요. 둘은 짝으로 태어나지만 자물쇠를 들여다봐서는 현실적인 시간 안에 열쇠를 알아낼 수 없도록 만들어져 있어요.

그래서 자물쇠는 누구에게 보내도 괜찮아요. 웹사이트도 접속한 사람에게 자기 자물쇠를 먼저 건네요. 다만 중간에서 누가 자기 자물쇠로 바꿔치기할 수도 있어서, 그 자물쇠가 진짜인지 확인하는 장치가 따로 필요해요. 미리 만나서 열쇠를 나눠 둘 필요가 사라진 거예요.

짝이 되는 두 열쇠로 다른 일도 할 수 있어요. 내 열쇠(개인키)로는 나만 찍을 수 있는 도장을 쪽지에 찍을 수 있어요. 내 자물쇠(공개키)를 가진 사람은 누구나 그 도장이 진짜 내 것인지 확인할 수 있고요. 쪽지 내용은 숨겨지지 않지만 다른 쓸모가 생겨요.

도장이 맞다는 것은 내 열쇠로 찍었고 그 뒤로 내용도 바뀌지 않았다는 뜻이니까요. 이렇게 보낸 사람이 본인임을 확인해 주는 장치를 전자서명이라고 불러요. 개인키가 나만의 도장이 되는 셈이에요.

다만 이 방식은 느린 편이에요. 큰 파일을 통째로 이 자물쇠에 넣으면 시간이 오래 걸려요. 그래서 요즘 인터넷에서는 처음 인사할 때 자물쇠로 상대가 진짜인지 확인한 다음, 양쪽이 값을 주고받아 같은 짧은 비밀 열쇠를 각자 계산해 내요. 이후 대화는 그 열쇠 하나로 빠르게 주고받고요.

그러니 오늘 쇼핑몰에서 결제할 때도 이 두 가지가 함께 돌아가고 있어요. 브라우저는 믿을 만한 인증기관이 그 가게의 자물쇠에 찍어 준 도장(인증서)으로 자물쇠가 바꿔치기되지 않았는지 먼저 확인하고, 그다음 마련한 비밀 열쇠로 나머지 대화를 잠가요. 자물쇠로 잠가서 보내는 방식은 공개키를 쓰는 대표적인 방법 가운데 하나예요.