[정보보안] P-box(Permutation Box) & S-box(Substitution Box)에 대한 비교

 

P-Box (Permutation box)와 S-Box (Substitution box)는 암호학에서 데이터를 암호화하는 데 사용되는 두 가지 주요 구성 요소이다. 이들은 특히 블록 암호에서 중요한 역할을 한다. 각각의 특징과 차이점을 중심으로 살펴보자.

- P-box (Permutation Box)

• 기능: P-box의 주요 기능은 데이터 비트의 위치를 재배열하는 것이다. 이것은 데이터의 비트 패턴을 변경하지 않고 위치만 변경한다.
• 목적: P-box는 데이터에 대한 혼돈을 만들어 암호화 과정의 복잡성을 증가시킵니다. 이는 암호를 더 안전하게 만드는 데 도움이 됩니다.
• 작동 방식: 데이터 블록 내의 비트들이 재배열되어 새로운 패턴을 형성한다. 이 과정은 고정된 패턴이나 암호화 키에 의해 결정된 규칙에 따라 수행된다.
• 예시: DES(데이터 암호화 표준)와 같은 전통적인 블록 암호에서 사용된다.

 

- S-box (Substitution Box)

• 기능: S-box는 데이터 비트의 값을 대체하는 역할을 한다. 이는 데이터의 실제 비트 값을 변경하여 새로운 값을 생성한다.
• 목적: S-box는 데이터에 대한 확산을 증가시켜, 작은 입력 변경이 암호화된 출력에 큰 영향을 미치도록 한다. 이는 암호의 안전성을 강화한다.
• 작동 방식: 입력된 데이터 비트가 새로운 값으로 대체된다. 이 대체 과정은 미리 정의된 테이블이나 암호화 키에 의한 규칙에 따라 수행된다.
• 예시: AES(고급 암호화 표준)의 경우, S-box가 입력 데이터를 변환하는 데 중요한 역할을 한다.

-  차이점

• 기본 기능: P-box는 위치 변경을 통한 혼돈을, S-box는 값의 대체를 통한 확산을 목표로 한다.
• 데이터 변화: P-box는 데이터의 위치만 변경하고, S-box는 데이터의 실제 값을 변경한다.
• 암호화 과정에서의 역할: P-box는 암호화 과정에서 데이터의 구조를 변경하는 데 중점을 둔다. 반면, S-box는 데이터의 내용 자체를 변경한다.

 

- 정리

두 구성 요소는 종종 함께 사용되어 암호화 과정의 안전성을 강화한다. 혼돈과 확산은 암호화의 두 가지 중요한 원칙으로, P-box와 S-box는 각각 이러한 원칙을 실현하는 데 기여한다. p-box와 달리 s-box는 데이터의 위치를 변경하는 것이 아니라 데이터의 실제 값을 변경한다는 특성을 가지고 있기 때문에, 과거에 비해 해킹 기술이 발달하여 해킹 속도가 더 빨라진 현재 시점에서 자주 사용한다.