키워드 간단하게 정리

008. KeyStore System and Security/Part 0 - Keyword List.md

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+## Keystore System & Security
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+## Security Basic
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+* Encrypt/Decrypt (암호화 / 복호화)
+  * Encrypt: 암호화에서, 암호화는 정보를 인코등하는 프로세스이다. 일반 텍스트로 알려진 정보의 원래 표현을 암호문으로 알려진 대체 형식으로 변환한다. 이상적으로는 승인된 사람만이 암호문을 다시 평문으로 해독가능하며 원본 정보에 접근 가능하다. 그 자체로 간섭을 방지하는 것이 아니라 잠재적인 인터셉터가 이해할 수 있는 콘텐츠 자체를 거부한다.
+  * Decrypt: 암호화된 데이터를 사람이 읽고 이해할 수 있는 형태로 변환하는 프로세스이다. 텍스트를 수동으로 암호화를 해체하거나 원본 데이터를 암호화하는데 사용되는 키를 사용하여 복호화를 수행한다.
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+* Symmetric Key (대칭키)
+  대칭 키 암호에서는 암호화를 하는 측과 복호화를 하는 측이 같은 암호 키를 공유한다. 대부분의 대칭 키 암호는 공개 키 암호와 비교하여 계산 속도가 빠르다. 대칭 키 암호는 암호화하는 단위에 따라 Block Cipher 와 Stream Cipher 가 있다.
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+  * DES: 암호화 및 복호화 키가 동일하고 비대칭에 비해 속도가 빠르다.
+  * AES: DES를 대체한 암호 알고리즘이며 암호화와 복호화 과정에서 동일한 키를 사용한다.
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+  * Block Cipher: 한번에 텍스트를 블록 단위로 가져와서 암호화한다. 64 bit 또는 64 bit이상을 사용한다. 암호화의 복잡성은 간단하다. 복호화하는 과정이 어렵다. 스트림 방식보다 느리다.
+  * Stream Cipher: 한번에 텍스트를 1바이트 단위로 가져와서 암호화한다. 8 bit 를 사용한다. 암호화의 복잡성은 복잡하다. 복호화하는 과정이 쉽다. 블락 방식보다 빠르다.
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+* Hash
+  프로그램이나 파일이 원본 그대로인지를 확인하는 무결성 검사 등에 사용된다.
+  * MD5: 임의의 길이의 메시지(variable-length message)를 입력받아, 128비트짜리 고정 길이의 출력값을 낸다. 암호화 결함이 발견되어 보안 용도로 사용할 때에는 SHA와 같은 다른 알고리즘을 사용하는 것이 권장된다.
+  * sha-256: SHA(Secure Hash Algorithm) 알고리즘의 한 종류로서 어떤 길이의 값을 입력하더라도 256 bit 의 고정된 결과값을 반환한다. 단방향 암호화 방식이기 때문에 복호화가 불가능하다. 복호화를 하지 않아도 되기 때문에 속도가 빠르며, 비밀번호를 확인하는 용도등으로 사용 가능하다.
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+* Checksum
+우발적인 변경을 방지하기 위한것이다. 1 byte 가 변경되면 체크섬이 변경된다. 체크섬은 악의적인 변경으로부터 보호하기에는 안전하지 않다. 특정 체크섬으로 파일을 만드는 것은 매우 쉽다.
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+* MAC : Message Authentication Code
+  MAC(메시지 인증코드) 또는 태그는 컴퓨터 사용자가 계정이나 포털에 액세스하기 위해 입력하는 보안 코드이다. 이 코드는 사용자가 보낸 메시지 또는 요청에 첨부된다. MAC 은 사용자 액세스 권한을 부여하기 위해 수신된 시스템에서 인식할 수 있어야 한다.
+  * HMAC(Hash-based MAC): 송신자, 수신자 공유된 비밀키를 가지면 송신자가 키와 메시지를 해시를 생성해서 메시지와 해시를 전송하면 수신자는 수신된 해시와 수신 받은 메시지를 통해 생성한 해시를 비교한다. 
+  * CMAC(Cipher-based MAC): 누군가가 중간에서 메시지와 MAC을 가로채서, 메시지를 변조시키고, MAC도 다시 새롭게 만들어서 보낼 수 있다. 이런 경우에 수신자는 메시지의 MAC과 받은 MAC이 일치하므로 메시지가 변조된지 알 길이 없다. 이러한 단점을 보안한 것이 CMAC 이며, 메시지 암호화 과정에서 나온 결과물을 MAC으로 사용한다. 
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+* Asymmetric Key (비대칭키)
+  비대칭암호화는 두 개의 별개의 관련 키를 사용한다. 하나의 키인 공개 키는 암호화에 사용되고 다른 하나인 개인 키는 복호화에 사용한다. 이름에서 알 수 있듯이 개인키는 인증된 수신자만 메시지를 해독할 수 있도록 비공개로 되어있다.
+  * Diffie-Hallman: 상대방의 공개키와 나의 개인키를 이용하여 계산을 하면 비밀키가 나온다. 이 비밀키를 사용해서 데이터를 암호화해서 보내고 복호화해서 해석한다.
+  * RSA: 공개키 암호 알고리즘의 하나로서 세계적으로 사실상의 표준이다. 인수분해 문제 해결의 높은 난이도를 이용해 암호화뿐만 아니라 전자 서명의 용도로도 사용된다. 모두에개 공개하는 공개키(Public key)와 공개해서는 안되는 개인키(Private Key) 로 구성된다. 공개키는 메시지를 암호화할때 사용하고, 개인키는 암호화된 메시지를 복호화할때 사용한다.
+  * ECC: 암호키 길이가 길어지면 보안 강도는 높아지지만 속도가 느려집니다. 하지만, ECC(Elliptic Curve Cryptography) 를 사용하면 짧은 키로도 동일한 암호 성능을 가지는데, 이는 컴퓨터 성능이 낮아도 암호 성능을 유지할 수 있다. 이러한 이유로 RSA를 대체할 차세대 공개키 암호기술로 부상하고 있다.
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+https://en.wikipedia.org/wiki/Encryption
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+[https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%8C%80%EC%B9%AD_%ED%82%A4_%EC%95%94%ED%98%B8](https://ko.wikipedia.org/wiki/대칭_키_암호)
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+https://www.geeksforgeeks.org/difference-between-block-cipher-and-stream-cipher/
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+https://newbedev.com/checksum-vs-hash-differences-and-similarities
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+https://findanyanswer.com/what-is-checksum-byte
+
+https://stackoverflow.com/questions/460576/hash-code-and-checksum-whats-the-difference
+
+https://bamdule.tistory.com/233
+
+https://ddongwon.tistory.com/38
+
+https://cheapsslsecurity.com/blog/what-is-asymmetric-encryption-understand-with-simple-examples/
+
+https://www.crocus.co.kr/1233
+
+[https://yjshin.tistory.com/entry/%EC%95%94%ED%98%B8%ED%95%99-%EB%8C%80%EC%B9%AD%ED%82%A4-%EC%95%94%ED%98%B8-DESData-Encryption-Standard](https://yjshin.tistory.com/entry/암호학-대칭키-암호-DESData-Encryption-Standard)
+
+https://www.crocus.co.kr/1230
+
+[https://yjshin.tistory.com/entry/%EC%95%94%ED%98%B8%ED%95%99-%EB%B9%84%EB%8C%80%EC%B9%AD%ED%82%A4-%EC%95%94%ED%98%B8-RSA-%EC%95%94%ED%98%B8%EC%8B%9C%EC%8A%A4%ED%85%9C](https://yjshin.tistory.com/entry/암호학-비대칭키-암호-RSA-암호시스템)
+
+https://medium.com/humanscape-tech/blockchain-elliptic-curve-cryptography-ecc-49e6d7d9a50a
+
+https://developer-mac.tistory.com/83

008. KeyStore System and Security/Part 1 - What is KeyStore System?.md

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+## Android Keystore
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+Android Keystore 시스템을 사용하면 암호화 키를 컨테이너에 저장하여 기기에서 키를 추출하기 어렵게 할 수 있다. 키 저장소에 키가 저장되면, 키 자료는 내보낼 수 없는 상태로 유지하면서 키를 암호화 작업에 사용할 수 있다. 이 시스템에서는 키 사용 시기와 사용 방법을 제한하는 기능도 제공한다. 예를 들어 키 사용을 위해 사용자 인증을 요구하거나, 특정 암호화 모드에서만 키를 사용하도록 제한할 수 있다. Keystore 시스템은 Android 4.0(API 수준 14)에서 도입된 KeyChain API에서 사용한다. Android 4.3(API 수준 18)에서 도입된 Android Keystore 제공자 기능 및 Jetpack의 일부로 제공되는 보안 라이브러리에서도 사용한다.
+
+### 보안기능
+
+* 추출차단: Android Keystore는 애플리케이션 프로세스와 Android 기기 전체에서 키 자료의 추출을 차단하여 Android 기기 외부에서 키 자료의 무단 사용을 줄인다.
+
+* 키 사용 승인: Android Keystore는 앱에서 승인된 키 사용처를 지정하도록 하여 앱 프로세스 외부에 적용하는 방식으로 Android 기기에서 키 자료의 무단 사용을 줄인다.
+
+### 키체인 또는 Android Keystore provider
+
+시스템 수준의 사용자 인증 정보를 원하는 경우 KeyChain API를 사용한다. 앱에서 KeyChain API를 통해 사용자 인증 정보 사용을 요청하는 경우 사용자는 설치된 사용자 인증 정보 중 앱이 액세스할 수 있는 사용자 인증 정보를 시스템 제공 UI를 통해 선택한다. 이렇게 하면 사용자 동의를 받아 여러 앱이 동일한 사용자 인증 정보 집합을 사용할 수 있다.
+개별 앱이 전용으로 액세스할 수 있는 고유한 사용자 인증 정보를 저장할 수 있게 하려면 Android Keystore 제공자를 사용한다. Android Keystore 제공자를 통해 앱에서 전용으로 사용할 수 있는 사용자 인증 정보를 관리할 수 있을 뿐만 아니라 KeyChain API가 시스템 수준의 사용자 인증 정보에 제공하는 것과 동일한 보안 이점을 얻을 수 있다. 이 방법은 사용자 인증 정보를 선택하기 위한 사용자 상호작용이 필요 없다.
+
+* Dependency 를 추가
+  security-crypto 1.1.0-alpha01 이상부터 사용할 수 있다.
+
+    implementation "androidx.security:security-crypto:1.1.0-alpha03"
+
+* 새 비공개 키 생성
+  새 PrivateKey를 생성하려면 자체 서명 인증서에 포함될 초기 X.509 속성도 지정해야 한다. 
+
+    val mainKey = MasterKey.Builder(applicationContext)
+      .setKeyScheme(MasterKey.KeyScheme.AES256_GCM)
+      .build()
+
+    // KeyPairGenerator 는 MinSDK 23+
+    val kpg: KeyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(
+      KeyProperties.KEY_ALGORITHM_EC,
+      "AndroidKeyStore"
+    )
+    val parameterSpec: KeyGenParameterSpec = KeyGenParameterSpec.Builder(
+      "keystoreAlias",
+      KeyProperties.PURPOSE_SIGN // or KeyProperties.PURPOSE_VERIFY
+    ).run {
+      setDigests(KeyProperties.DIGEST_SHA256, KeyProperties.DIGEST_SHA512)
+      build()
+    }
+
+    kpg.initialize(parameterSpec)
+
+    val kp = kpg.generateKeyPair()
+
+* 안전하게 암호화된 키 가져오기
+  Android 9(API 수준 28) 이상에서는 ASN.1로 인코딩된 키 형식을 사용하여 암호화된 키를 Keystore로 안전하게 가져올 수 있다.
+
+    KeyDescription ::= SEQUENCE {
+      keyFormat INTEGER,
+      authorizationList AuthorizationList
+    }
+
+    SecureKeyWrapper ::= SEQUENCE {
+      wrapperFormatVersion INTEGER,
+      encryptedTransportKey OCTET_STRING,
+      initializationVector OCTET_STRING,
+      keyDescription KeyDescription,
+      secureKey OCTET_STRING,
+      tag OCTET_STRING
+    }
+
+* 키 저장소 항목 작업
+
+  val ks: KeyStore = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore").apply {
+    load(null)
+  }
+  val aliases: Enumeration<String> = ks.aliases()
+
+* 데이터 서명 및 확인
+
+  // 데이터 서명
+  val alias = "AndroidDeepDive"
+  var privateKey : PrivateKey? = null
+
+  val ks: KeyStore = KeyStore.getInstance("AndroidKeyStore").*apply *{**
+    **load(null)
+  }**
+
+  **if (ks.containsAlias(alias)) {
+    Log.d("AndroidDeepDive", "Alias exist already")
+    val entry: KeyStore.Entry = ks.getEntry(alias, null)
+    if (entry is KeyStore.PrivateKeyEntry) {
+      privateKey = entry.*privateKey
+    *}
+  }
+  else {
+    Log.d("AndroidDeepDive", "Alias not exist")
+    val kpg: KeyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(
+      KeyProperties.*KEY_ALGORITHM_EC*,
+      "AndroidKeyStore"
+    )
+
+    val parameterSpec: KeyGenParameterSpec = KeyGenParameterSpec.Builder(
+      alias,
+      KeyProperties.*PURPOSE_SIGN *// or KeyProperties.PURPOSE_VERIFY
+  // KeyProperties.PURPOSE_SIGN or KeyProperties.PURPOSE_VERIFY
+  ).*run *{
+      setDigests(
+        KeyProperties.*DIGEST_SHA256*,
+        KeyProperties.*DIGEST_SHA512
+      *)
+      build()
+    }**
+
+    **kpg.initialize(parameterSpec)
+
+    val kp = kpg.generateKeyPair()
+    privateKey = kp.*private
+  *}
+
+  val data = "blahblah".*toByteArray*(Charset.defaultCharset())
+  val signature: ByteArray = Signature.getInstance("SHA256withECDSA").*run ***{
+    **initSign(privateKey)
+    update(data)
+    sign()
+  **}**
+
+  // 데이터 확인
+  val entry = ks.getEntry(alias, null) as? KeyStore.PrivateKeyEntry
+  if (entry != null) {
+    val valid: Boolean = Signature.getInstance("SHA256withECDSA").*run *{**
+    **initVerify(entry.*certificate*)
+    update(data2)
+    verify(signature)
+  }**
+
+    **Log.d("AndroidDeepDive", "signature: $valid")
+  }
+  else {
+      Log.w("AndroidDeepDive", "Not an instance of a PrivateKeyEntry")
+  }
+
+
+
+## Trusted Execution Environment(TEE)
+
+TEE 는 메인 프로세세의 보안 영역이다. 내부에 로드된 코드와 데이터가 기밀성과 무결성과 관련하여 보호되도록 보장한다. 격리된 실행 환경인 TEE 는 격리된 실행, TEE 로실행되는 어플리케이션의 무결성과 같은 보안 기능을 제공한다. 일반적으로 TEE 는 rich OS 보다 디바이스에서 실행되는 신뢰할 수 있는 응용프로그램에 대해 더 높은 수준의 보안을 제공하고 SE(secure element) 보다 더 많은 기능을 제공하는 실행 공간을 제공한다. 
+
+A **trusted execution environment** (**TEE**) is a secure area of a [main processor](https://en.wikipedia.org/wiki/Central_processing_unit). It guarantees code and data loaded inside to be protected with respect to confidentiality and integrity[[*clarification needed](https://en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Please_clarify)*].[[1]](https://en.wikipedia.org/wiki/Trusted_execution_environment#cite_note-oulpita.com-1) A TEE as an isolated execution environment provides security features such as isolated execution, integrity of applications executing with the TEE, along with confidentiality of their assets.[[2]](https://en.wikipedia.org/wiki/Trusted_execution_environment#cite_note-2) In general terms, the TEE offers an execution space that provides a higher level of security for trusted applications running on the device than a rich operating system (OS) and more functionality than a ‘secure element’ (SE).
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+TEE(신뢰할 수 있는 실행 환경)는 주 프로세서의 보안 영역입니다. 내부에 로드된 코드와 데이터가 기밀성과 무결성과 관련하여 보호되도록 보장합니다[설명 필요].[1] 격리된 실행 환경인 TEE는 자산의 기밀성과 함께 격리된 실행, TEE로 실행되는 애플리케이션의 무결성과 같은 보안 기능을 제공합니다.[2] 일반적으로 TEE는 풍부한 운영 체제(OS)보다 장치에서 실행되는 신뢰할 수 있는 응용 프로그램에 대해 더 높은 수준의 보안을 제공하고 ‘보안 요소’(SE)보다 더 많은 기능을 제공하는 실행 공간을 제공합니다.
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+https://developer.android.com/training/articles/keystore?hl=ko
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+https://source.android.com/security/keystore?hl=ko
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+https://en.wikipedia.org/wiki/Trusted_execution_environment
+
+https://linsoo.pe.kr/archives/28119
+
+https://linsoo.pe.kr/archives/28144