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크립토 API (리눅스)

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목차

1. 개요

크립토 API (리눅스)는 리눅스 시스템에서 암호화 및 해시 함수를 제공하는 사용자 공간 인터페이스를 의미한다. 명령어 집합 구조를 통해 접근하거나, 커널 드라이버를 통해 접근하는 방식으로 나뉜다. 사용자 공간 인터페이스로는 AF_ALG와 cryptodev가 있다. AF_ALG는 네트워크 소켓과 유사한 방식으로 커널 내부 암호화 엔진에 접근하며, 리눅스 커널 2.6.38에 통합되었다. cryptodev는 OpenBSD의 /dev/crypto 인터페이스를 리눅스로 이식한 코드이나, 리눅스 커널에는 통합되지 않았다.

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크립토 API (리눅스)
개요
유형커널 API
운영체제리눅스 (커널)
라이선스GNU GPL 버전 2
상태활성
사용 언어C
상세 정보
기능대칭 암호
비대칭 암호
해시
MAC
난수 생성기
위치`include/crypto/` 및 `crypto/` 디렉토리
종속성OpenSSL (선택 사항)
인터페이스CMS
GSSAPI
IPsec
TLS/SSL
관련 기술dm-crypt
loop-AES
TrueCrypt
추가 정보
외부 링크리눅스 커널 공식 웹사이트
OpenSSL 공식 웹사이트

2. 사용자 공간 인터페이스

암호화 함수 및 해시 함수를 제공하는 플랫폼은 크게 두 가지 방식으로 나눌 수 있다. 하나는 명령어 집합 구조 자체에 암호화 및 해시 함수를 포함시켜 커널 공간이나 사용자 공간에 있는 모든 프로그램에서 사용할 수 있도록 한 방식이고, 다른 하나는 프로세서 내부 장치를 통해 접근하며 OpenSSL, GnuTLS 등 사용자 공간에서는 커널 드라이버를 통해 접근해야 하는 방식이다.

크립토 API에서 제공하는 사용자 공간 인터페이스는 다음과 같다.


  • AF_ALG: 네트워크 소켓과 유사한 인터페이스로, 커널 내부 암호화 엔진에 접근하기 위한 `AF_ALG` 주소 형식을 지원한다.[14]
  • cryptodev: OpenBSD 암호화 프레임워크 인터페이스인 /dev/crypto를 리눅스로 이식한 것이다.[18][19][20]

2. 1. 명령어 집합 구조를 이용하는 방식

명령어 집합 구조 자체에 암호화 및 해시 함수를 포함시켜 커널 공간이나 사용자 공간에 있는 모든 프로그램에서 사용할 수 있도록 하는 방식이다. 대표적인 예시로 인텔과 AMD의 AES-NI가 있다.[14]

많은 플랫폼은 AES 암호화의 하드웨어 가속을 제공하며, 다양한 칩셋의 명령어 집합 아키텍처(ISA) 확장을 통해 프로그램을 노출한다. (예: x86의 AES 명령어 집합) 이러한 종류의 구현을 통해 모든 프로그램(커널 모드 또는 유저 스페이스)이 이러한 기능을 직접 사용할 수 있다.

2. 2. 커널 드라이버를 이용하는 방식

프로세서 내부 장치를 통해 접근하며, 사용자 공간에서는 커널 드라이버를 통해 접근해야 하는 방식이다. OpenSSL, GnuTLS 등이 커널 드라이버를 통해 암호화 가속 기능을 활용한다.[2] 대표적인 예시로 마벨 Kirkwood 및 AMD 지오드 프로세서가 있다.

2. 3. AF_ALG

네트워크 소켓과 유사한 인터페이스로 접근할 수 있으며, 커널 내부 암호화 엔진에 접근하기 위한 `AF_ALG` 주소 형식을 지원한다.[14] 리눅스 커널 버전 2.6.38에 통합되었다.[15][16] OpenSSL에서 AF_ALG를 지원하기 위한 플러그인이 존재했으나, 2016년에 OpenSSL 통합은 거절되었다.[17] OpenSSL 1.1.0 버전에서 인텔이 기여한 AF_ALG에 대한 또 다른 패치가 적용되었다.[8] wolfSSL은 AF_ALG를 지원한다.[9]

2. 4. cryptodev

OpenBSD 암호화 프레임워크의 /dev/crypto 인터페이스를 리눅스로 이식한 코드가 있지만,[18][19][20] 리눅스 커널에 통합되지는 않았다. wolfSSL은 cryptodev를 지원한다.[9]

참조

[1] 웹사이트 Kernel development https://lwn.net/Arti[...] LWN.net 2013-09-29
[2] 서적 Proceedings of the 2017 ACM SIGSAC Conference on Computer and Communications Security Association for Computing Machinery 2017-10-30
[3] 웹사이트 A netlink-based user-space crypto API https://lwn.net/Arti[...] LWN.net 2010-10-20
[4] 문서 Linux_2_6_38 changes http://kernelnewbies[...]
[5] 문서 https://git.kernel.o[...]
[6] 웹사이트 OpenSSL - AF_ALG http://carnivore.it/[...] 2011-10-22
[7] 웹사이트 "#2554: Patch: AF_ALG dynamic engine for linux >= 2.6.38" http://rt.openssl.or[...] 2011-07-03
[8] 웹사이트 ALG: Add AFALG engine https://github.com/o[...] 2016-02-17
[9] 웹사이트 AF_ALG + Cryptodev-linux https://www.wolfssl.[...] 2020-03-10
[10] 웹사이트 CryptoDev for Linux http://www.logix.cz/[...] 2011-12-29
[11] 웹사이트 cryptodev-linux http://home.gna.org/[...] 2012-01-12
[12] 웹사이트 An API for user-space access to kernel cryptography https://lwn.net/Arti[...] LWN.net 2010-08-25
[13] 웹인용 Kernel development http://lwn.net/Artic[...] LWN.net 2013-09-29
[14] 웹인용 A netlink-based user-space crypto API http://lwn.net/Artic[...] LWN.net 2010-10-20
[15] 문서 Linux_2_6_38 changes http://kernelnewbies[...]
[16] 문서 http://git.kernel.or[...]
[17] 웹인용 "#2554: Patch: AF_ALG dynamic engine for linux >= 2.6.38" http://rt.openssl.or[...] 2011-07-03
[18] 웹인용 CryptoDev for Linux http://www.logix.cz/[...] 2011-11-29
[19] 웹인용 cryptodev-linux http://home.gna.org/[...] 2012-01-12
[20] 웹인용 An API for user-space access to kernel cryptography http://lwn.net/Artic[...] LWN.net 2010-08-25


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