온라인 게임에서 통신 암호화

온라인 게임 개발에서 로그인 과정은 만들기가 까다롭고 짜증나는 부분 중 하나입니다. 로그온 과정까지 만들기 위해 넘어야 할 산들은 많습니다. 오죽하면게임 서버 개발에서 로그인 과정까지 완성되면 서버 개발의 반은 끝났다고 하겠습니까?

완성되고 나서도 로그온 부분에서 말썽을 일으키기 십상입니다. 로그인 과정 중 오류, 데이터베이스 랙, 그리고 서비스 오픈하면 한차례 겪는 해킹, 아이템 복제 등 후폭풍이 기다립니다.

프라우드넷(ProudNet)은 로그인 과정을 쉽고 안전하게 만들 수 있는 여러가지 장치들을 제공합니다. 그중 보안 부분에 대해서 소개합니다.

프라우드넷은 강력한 보안 통신 기능을 제공하고 있습니다. 가령, 로그인 관련 메시지를 높은 암호화를 수행하게 합니다.

먼저, 암호화라는 것이 무엇인지 알아봅시다.
어떤 메시지가 다른 컴퓨터로 전달될 때 제3자가 내용을 해독하거나 변조할 수 있으면 해킹을 당하기 쉽습니다. 예를 들어 입력한 아이디,비밀번호가 제3자에 의해 해독/변조가 될 수 있으면, 어느날 게임에 접속했더니 자기 캐릭터가 알몸이 되어 있겠죠.

그래서 메시지를 암호화하려면 암호화,해독(복호화)를 하는 알고리즘(공식)이 각각 있어야 합니다. 하지만 알고리즘이 공개되면 위험할 수 있겠죠? 그래서 뻔히 아는 알고리즘이 눈 앞에 있어도 암호화된 메시지를 풀지 못하게 하는 수단, 즉 열쇠(키)가 있어야 합니다. 현대 전산학에서 암호화 알고리즘은 키 기반 암호화가 통용되고 있습니다. 암호키의 길이는 1비트에서 수백 비트까지 다양합니다.

해커가 암호화된 메시지를 캐내서 얻어냈다고 가정하겠습니다. 해커가 그 메시지의 내용을 알아내려면 메시지를 해독할 키를 알아야 합니다. 이미 알고리즘은 얻었다고 가정합시다. 어떤 키를 넣어봐야 할지 시도해볼 것입니다. 암호키를 일일히 대보는 해커가 만들었다고 가정해도 어마어마한 시간이 소요됩니다. 

키, 즉 암호키는 크게 비대칭키와 대칭키로 구별됩니다. 비대칭키는 한 쌍의 열쇠가 있어서, 한 개의 열쇠로 암호화하면 나머지 한 개의 열쇠가 없으면 해독할 수 없습니다. 대칭키는 암호화할 때 쓴 키와 해독할 수 있는 키가 서로 같음을 의미합니다. 이러한 성질을 활용해서, 컴퓨터 네트워크에서는 암호화된 메시지를 전송하기 위해 대칭키와 비대칭키를 혼용하기도 합니다.

두 호스트 A,B가 있다고 가정하죠. A가 B에게 안전하게 암호화된 메시지를 전달하고자 합니다. A는 먼저 비대칭키 한쌍을 만듭니다. 그리고 하나는 자기가 갖고 있고 나머지를 B에게 전송합니다. 자기가 갖고 있는 것을 개인키(Private Key), B에게 전송한 키를 공개키(Public Key)라고 부릅니다.

이때 해커는 가뿐하게 공개키를 얻어버렸다고 가정하겠습니다.

B는 대칭키(Session Key)를 만들고 갖고 있습니다. A로부터 공개키가 도착했습니다. 이제 그것을 갖고 있는 대칭키로 암호화합니다. 그리고 암호화한 대칭키를 A에게 보내줍니다. 해커는 역시 그것도 얻어버렸습니다.

A는 받은 대칭키를 개인키로 복호화합니다. 그리고 B가 만든 대칭키를 공유합니다. 해커는 공개키와 암호화된 대칭키를 갖고 있지만 정작 개인키가 없어서 대칭키 내용을 알 수 없습니다.

이제 A는 암호화할 메시지 본문을 B로부터 받은 대칭키로 암호화 후 B에게 전송합니다. 해커는 이것도 갈무리했습니다.

B는 암호화된 본문을 가지고 있는 대칭키로 복호화해서 잘 씁니다. 한편, 해커는 아직도 대칭키를 얻지 못했기 때문에 해킹해서 갈무리한 메시지를 얻어내지 못합니다.

에라 모르겠다, 해커는 B에게 메시지 내용을 이것저것 훼손해서 보내봅니다. B는 받아서 복호화해봤더니 복호화가 되지 않습니다. 뭐, 그냥 버립니다.

프라우드넷은 이러한 암호화 방식을 내장하고 있습니다. RSA는 매우 강력합니다. 하지만 계산량이 막대해서 모든 메시지를 암호화하기에는 벅찹니다. 그래서 대칭키 알고리즘과 혼용합니다.

프라우드넷의 이러한 기능을 쓰기 위해서 사용자(게임 프로그래머)는 딱 하나만 하면 됩니다. 프라우드넷에서 메시지 형식을 정의할 때 “이건 암호화할거임~”만 한마디 적어주면 끝입니다. 위 키 주고받기 과정은 사용자는 신경쓰지 않아도 됩니다. 

프라우드넷은 클라이언트와 서버간 통신 뿐만 아니라 P2P로 통신할 때도 지금까지 설명한 방식의 암호화 기능을 제공합니다. P2P간 통신도 제3자가 해독/변조하지 못하게요.

여기서 잠깐! 프라우드넷이 어떻게 암호화를 하는지 대놓고 공개해도 괜찮냐고요? 암호화 기법은 알고리즘을 공개해도 뚫지 못하는 데 그 가치가 있습니다. 이렇게 대놓고 공개해도 안뚫리니까 공개하는거죠. ^^;;;

프라우드넷이 제공하는 기능은 많습니다. 암호화 기능은 작은 부분에 불과합니다. 하지만 지금까지 홍보가 부족했던 것 같습니다.