스키테일

1. 개요

스키테일은 고대 그리스에서 사용된 가장 오래된 암호 중 하나로, 두 개의 나무 막대를 사용하여 메시지를 암호화하고 해독하는 방식이다. 기원전 450년경에 고안되었으며, 장군이나 제독에게 비밀 메시지를 전달하기 위해 사용되었다. 스키테일은 평범한 종이 테이프를 막대에 감아 세로로 글을 쓰고, 이를 풀어낸 후 같은 굵기의 막대에 다시 감아 가로로 읽어 해독하는 원리이다. 플루타르크는 스키테일의 작동 방식을 설명했지만, 일부에서는 스키테일이 암호화보다는 메시지 인증에 사용되었을 것이라는 가설도 제기된다. 무차별 대입 공격에 취약하다는 단점이 있다.

2. 유래

스키테일 암호는 사실상 역사상 가장 오래된 암호로 기원전 450년경 그리스인들이 고안했다. 당시 그리스 도시국가에서는 제독이나 장군을 다른 지역에 파견할 때 길이와 굵기가 같은 2개의 나무봉을 만들어 하나는 본부에 두었고 나머지 하나는 파견인에게 주었다. 이 나무봉을 스키테일(scytale)이라 불렀기 때문에 ‘스키테일 암호’라 부른다.

이 나무봉에 종이테이프를 서로 겹치지 않도록 감아올린 뒤 그 위에 가로로 글씨를 쓴다. 테이프를 풀어 세로로 길게 늘어선 글을 읽으면 무슨 뜻인지 전혀 알 수 없다. 하지만 풀어진 테이프를 같은 크기의 나무봉에 감아 가로로 글을 읽으면 비로소 내용을 해독할 수 있었다.

간접적인 증거에 따르면, 스키테일은 기원전 7세기에 살았던 그리스 시인 아르킬로코스에 의해 처음 언급되었다. 그 후 몇 세기 동안 다른 그리스 및 로마 작가들도 언급했지만, 암호 장치로서의 사용에 대한 명확한 묘사는 로도스의 아폴로니오스(기원전 3세기 중반)에 이르러서야 나타났다. 플루타르크(50–120 AD) 이전에는 작동 방식에 대한 설명이 알려져 있지 않다.

3. 원리

스키테일 암호는 일정한 너비의 종이테이프를 원통형 막대에 겹치지 않게 감아 메시지를 작성하는 방식이다. 테이프 위에 세로쓰기나 가로쓰기로 통신문을 작성하고, 테이프를 풀면 내용을 알아볼 수 없게 된다. 메시지를 기록할 때 사용한 것과 동일한 지름의 원통에 테이프를 다시 감으면 내용을 읽을 수 있다.

3.1. 암호화

스키테일 암호화 방식은 평범하고 일정한 너비의 종이테이프를 원통(막대)에 겹치지 않게 감아서 사용한다. 통신문을 테이프 위에 세로쓰기로 작성하고, 테이프를 풀면 내용을 판독할 수 없게 된다. 하지만, 통신문을 기록할 때 사용한 것과 동일한 지름을 가진 원통에 테이프를 다시 감으면 내용을 읽을 수 있다.

막대에 양피지를 감았을 때, 한 바퀴에 4글자를 쓰고 막대기 길이에 5글자를 쓸 수 있다고 가정해보자. 평문이 "Help me I am under attack"(구조하라, 나는 공격받고 있다)라고 하면, 가로로 문자를 써서 암호화한다.

3.2. 복호화

암호문을 해독하기 위해서는 암호화에 사용된 것과 동일한 굵기의 막대가 필요하다. 암호문이 적힌 종이(또는 가죽) 끈을 막대에 감아 가로(또는 세로)로 읽으면 평문을 얻을 수 있다. 1번째 문자, 5번째 문자, 9번째 문자 등 일정 간격의 문자들이 같은 줄에 나타나는 것을 확인하고, 공백을 삽입하면 평문이 복원된다.

예를 들어, 암호문이 "Iryyatbhmvaehedlurlp"인 경우, 네 번째 글자마다 같은 줄에 나타나므로 공백을 다시 넣으면 "I am hurt very badly help"라는 평문을 얻을 수 있다.

또 다른 예로, 암호문이 "HENTEIDTLAEAPMRCMUAK"이면 다음과 같이 평문을 얻을 수 있다.

4. 역사

스키테일 암호에 대한 최초의 언급은 기원전 7세기에 살았던 그리스 시인 아르킬로코스의 글에서 나타난다. (이는 간접적인 증거이다.) 이후 몇 세기 동안 다른 그리스 및 로마 작가들도 스키테일에 대해 언급했지만, 암호 장치로서의 사용에 대한 명확한 묘사는 로도스의 아폴로니오스(기원전 3세기 중반)에 이르러서야 나타났다.

플루타르코스(50–120년경)는 그의 저서 《영웅전》에서 스키테일의 작동 방식에 대해 구체적으로 설명했다. 스파르타에서는 에포르(민선 감독관)들이 장군이나 제독을 파견할 때 비밀 통신을 위해 스키테일을 사용했다고 한다. 에포르들은 길이와 두께가 같은 두 개의 둥근 나무 막대를 만들어 하나는 본부에 보관하고 다른 하나는 파견인에게 주었다. 비밀 메시지를 보낼 때는 가죽 끈처럼 길고 좁은 양피지를 스키테일에 감아 빈틈없이 표면을 덮은 후, 그 위에 메시지를 적었다. 메시지를 다 쓴 후에는 양피지를 풀어 사령관에게 보냈는데, 사령관은 자신의 스키테일에 양피지를 감아야만 비로소 글을 읽을 수 있었다. πασσαλίσκος^{고대 그리스어}(막대)와 마찬가지로 양피지도 스키테일이라고 불렸다.

그러나 플루타르코스의 설명과 이전 기록들 사이의 불일치, 그리고 스키테일 암호의 암호학적 취약성 때문에, 일각에서는 플루타르코스의 설명이 허구이며, 스키테일은 단순한 메시지 전달 도구였을 뿐이라고 주장하기도 한다.

4.1. 메시지 인증 가설

스키테일이 암호화보다는 메시지 인증에 사용되었다는 가설도 존재한다. 발신자가 수신자의 스키테일과 동일한 지름의 스키테일에 메시지를 작성해야만 수신자가 이를 읽을 수 있었다. 따라서 적의 스파이가 두 지휘관 간의 통신에 거짓 메시지를 삽입하기는 어려웠을 것이다.

그럼에도 불구하고, 스키테일 메시지를 가로챈 사람이 이 방법에 대해 알고 있다면, 무차별 대입 공격을 통해 필요한 막대 크기를 어렵지 않게 찾을 수 있었을 것이다. 이를 알게 되면 발신자를 대체하고 새로운 메시지를 위조하는 것도 쉬웠을 것이다.