비밀번호 관리 해시 알고리즘 비교 - Argon2, Scrypt, PBKDF2, SHA2Crypt, Bcrypt

비밀번호 관리 해시 알고리즘 비교 - Argon2, Scrypt, PBKDF2, SHA2Crypt, Bcrypt



비밀번호 해시 알고리즘은 사용자 비밀번호를 안전하게 저장하기 위해 중요한 역할을 합니다. 각 알고리즘은 서로 다른 보안 모델과 성능 특성을 가지고 있으며 적절한 선택이 필요합니다.

이번에는 Argon2, Scrypt, PBKDF2, SHA2Crypt, Bcrypt 등 암호화 알고리즘들의 주요 특징과 차이점을 비교하고 평가해 보겠습니다.


1. Argon2

개요: Argon2는 최신 비밀번호 해시 알고리즘으로, 2015년 비밀번호 해시 챌린지에서 우승하여 주목받았습니다. 메모리 집약적이고 병렬화가 가능하여 높은 보안성을 제공합니다.

장점:
- 높은 보안성: 메모리와 CPU 사용량을 조절하여 다양한 공격에 대응합니다.
- 병렬화 지원: 멀티코어 프로세서를 활용하여 성능을 높일 수 있습니다.
- 유연성: 메모리와 시간 비용을 조정할 수 있어, 요구되는 보안 수준에 맞출 수 있습니다.

단점:
- 비교적 최신 기술: 오래된 시스템에서는 지원이 부족할 수 있습니다.

사용 예시:
- Password Managers:
    Argon2는 최신 비밀번호 해시 알고리즘으로, 비밀번호 관리 도구에서 사용됩니다.
   예를 들어, 1Password와 Bitwarden은 Argon2를 사용하여 비밀번호의 해시를 저장하고 보호합니다.

- Authentication Systems:
   최근의 인증 시스템에서도 Argon2를 채택하여 비밀번호 보안을 강화합니다.
  예를 들어, Microsoft의 Azure Active Directory와 같은 클라우드 서비스에서 Argon2를 사용하는 경우가 있습니다.

왜 사용하나요?: Argon2는 높은 메모리 사용량과 CPU 비용을 조절할 수 있어 최신 공격에 강한 보안성을 제공합니다.



2. Scrypt

개요: Scrypt는 메모리 집약적인 해시 함수로, 비밀번호 해싱 및 암호화에서 보안성을 높이기 위해 설계되었습니다.

장점:
- 메모리 집약적: GPU 및 FPGA 공격에 대한 저항력이 강합니다.
- 사용자 정의 가능: 메모리와 CPU 요구량을 조정할 수 있습니다.

단점:
- 성능 저하: 메모리 사용량이 많아 일부 환경에서는 성능 저하를 초래할 수 있습니다.
- 구현 복잡성: 설정이 복잡할 수 있어, 적절한 설정이 필요합니다.

사용 예시:
- Cryptocurrency Wallets:
    Scrypt는 메모리 집약적인 특성 덕분에 암호화폐 지갑에서 비밀번호를 보호하는 데 사용됩니다.
    예를 들어, Litecoin은 Scrypt를 해시 알고리즘으로 사용합니다.

- Secure Software Systems:
   Scrypt는 메모리와 CPU 리소스를 많이 사용하여 해킹에 대한 저항력을 강화합니다.
   TrueCrypt와 같은 암호화 소프트웨어도 Scrypt를 사용하여 안전한 비밀번호 해싱을 지원합니다.

왜 사용하나요?: GPU 및 FPGA 공격에 대한 저항력 덕분에, Scrypt는 메모리 집약적이고 공격 저항성이 강한 시스템에서 사용됩니다.



3. PBKDF2

개요: PBKDF2(Password-Based Key Derivation Function 2)는 RFC 2898에 정의된 알고리즘으로, 비밀번호에서 암호화 키를 생성하는 데 사용됩니다.

장점:
- 표준화: RFC에 명시되어 있으며, 많은 라이브러리에서 지원됩니다.
- 사용 용이: 상대적으로 구현이 간단하고, 널리 사용되고 있습니다.

단점:
- 메모리 사용 부족: 메모리 사용량이 적어, 최신 공격 기법에 취약할 수 있습니다.
- 속도: SHA-1 기반으로 상대적으로 빠른 속도를 제공하지만, 이는 공격자가 빠르게 브루트 포스 공격을 시도할 수 있음을 의미합니다.


사용 예시:
- Web Applications:
   많은 웹 애플리케이션에서 PBKDF2를 사용하여 사용자 비밀번호를 안전하게 해싱하고 저장합니다.
    예를 들어, WordPress와 Django 웹 프레임워크는 PBKDF2를 기본 비밀번호 해시 알고리즘으로 사용합니다.

- Enterprise Systems:
  기업의 인증 시스템에서도 PBKDF2를 사용하여 비밀번호 보호를 강화합니다.
  Java EE 및 .NET 프레임워크에서도 PBKDF2를 지원합니다.

왜 사용하나요?: 표준화된 알고리즘으로 구현이 간단하여 널리 사용되고 있습니다.  특히, 많은 프로그래밍 언어 및 플랫폼에서 지원합니다.



4. SHA2Crypt

개요: SHA2Crypt는 SHA-2 해시 함수에 기반한 비밀번호 해시 알고리즘으로, 기존의 MD5Crypt을 대체합니다.

장점:
- SHA-2 사용: 최신 SHA-2 해시 함수를 사용하여 보안성이 높습니다.
- 대응력: 공격에 대한 저항력이 강하며, 특정 해시 알고리즘보다 보안성이 뛰어납니다.

단점:
- 메모리 소모 부족: 메모리 소모가 적어 최신 공격 기법에는 덜 효과적일 수 있습니다.


사용 예시:
- Unix/Linux Systems:
   SHA2Crypt는 현대 Unix 및 Linux 시스템에서 비밀번호 해싱을 위해 사용됩니다.
   예를 들어, Linux PAM 모듈에서 SHA2Crypt을 지원하여 시스템의 비밀번호 보안을 강화합니다.

- Server Authentication:
   서버 인증 및 로그인 시스템에서 SHA2Crypt를 사용하여 비밀번호의 보안성을 높입니다.
   예를 들어, OpenSSH와 같은 서버 애플리케이션에서 SHA2Crypt을 사용합니다.

왜 사용하나요?: SHA-2 해시 함수 기반으로 상대적으로 강력한 보안성을 제공하지만, 메모리 사용이 적어 최신 공격 기법에는 다소 부족할 수 있습니다.



5. Bcrypt

개요: Bcrypt는 비밀번호 해시 알고리즘으로, Blowfish 암호화 알고리즘을 기반으로 하며, 고정된 시간 복잡성과 적절한 메모리 사용량을 제공합니다.

장점
- 보안성: 솔트와 적응형 비용 기능을 통해 보안성을 높입니다.
- 구현 용이성: 널리 사용되며, 다양한 언어와 라이브러리에서 지원됩니다.

단점:
- 속도: 상대적으로 느린 속도를 제공하여, 성능에 영향을 줄 수 있습니다.
- 하드웨어 가속 부족: 현대 하드웨어에서 하드웨어 가속이 부족할 수 있습니다.


사용 예시:
- Web Frameworks:
    Bcrypt는 많은 웹 프레임워크에서 비밀번호 해싱에 사용됩니다.
   예를 들어, Node.js의 bcrypt 라이브러리와 Ruby on Rails에서 Bcrypt를 사용하여 비밀번호를 안전하게 저장합니다.

- Authentication Systems:
   다양한 인증 시스템에서 Bcrypt를 채택하여 비밀번호의 보안을 강화합니다.
   GitHub과 Slack과 같은 서비스에서 Bcrypt를 사용하여 사용자 비밀번호를 안전하게 보호합니다.

왜 사용하나요?:
   솔트와 적응형 비용 기능을 통해 강력한 보안성을 제공하며, 상대적으로 구현이 간단하여 널리 사용됩니다.

ㅁ 결론 - 비밀번호 관리 알고리즘 비교

비밀번호 해시 알고리즘 선택 시에는 보안성, 성능, 메모리 소모 등을 고려해야 합니다.
- Argon2는 최신 기술을 통해 높은 보안성과 유연성을 제공하여 비밀번호 관리 도구에서 보안성을 강화하기 위해 사용됩니다.
- Scrypt는 메모리 집약적 방식으로 부르트스 공격, GPU 공격등  무차별  공격에 대한  강한 저항력을 제공합니다.
- PBKDF2와 SHA2Crypt는 상대적으로 웹 애플리케이션과 기업 시스템에서 널리 사용되며, 구현이 간단한 반면 보안성 면에서는 다소 부족할 수 있습니다.
- SHA2Crypt는 현대 Unix/Linux 시스템에서 채택하고 있습니다.
- Bcrypt는 여전히 다양한 웹 프레임워크와 인증 시스템에서 강력한 보안성을 제공하지만, 성능 측면에서 타겟이 될 수 있습니다.

| 알고리즘      | 보안성                     | 메모리 소모   | 성능       | 구현 복잡성  | 주요 특징                  |
|------------|---------------|-------------|-----------|-----------|---------------------------|
| Argon2     | 매우 높음        | 높음        | 조절 가능   | 중간        | 메모리와 CPU 비용 조정 가능 |
| Scrypt     | 높음                          | 높음        | 느림       | 중간        | 메모리 집약적, 사용자 정의 가능 |
| PBKDF2     | 중간                          | 낮음        | 빠름       | 간단        | 널리 사용됨, 표준화됨       |
| SHA2Crypt  | 중간                          | 낮음        | 빠름       | 중간        | SHA-2 기반, 상대적으로 보안성 있음 |
| Bcrypt     | 높음                          | 낮음        | 느림       | 간단        | 솔트와 적응형 비용 기능     |