hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
지오블로킹 우회
2009년 베네수엘라는 통신 위성 베네샛-1 발사를 지원했는데, 이는 부분적으로 미국 기업인 다이렉TV의 지오블로킹 노력을 피할 수 있도록 텔레수르의 프로그램을 증폭시키기 위함이었다.
2013년, 뉴질랜드 인터넷 서비스 제공업체 슬링샷 (ISP)은 "글로벌 모드"라는 유사한 기능을 도입했다. 처음에는 여행자들이 뉴질랜드에서 차단된 현지 웹사이트에 접근할 수 있도록 의도되었으나, 2014년 7월에 모든 슬링샷 가입자를 위한 기능으로 재출시되었다. 소비자 중심의 재출시는 미국 온라인 비디오 서비스에 대한 접근을 제공하는 능력에 초점을 맞췄다. 수동으로 구성하는 VPN 서비스와 달리, 글로벌 모드는 ISP 수준에서 수동적으로 구현되었으며, 사용자의 추가 개입 없이 화이트리스트를 기반으로 자동으로 활성화되었다.
지오블로킹 온라인 비디오 우회의 합법성
지역 저작권법에 따라 외국 비디오 서비스에 접근하기 위한 지오블로킹 우회의 합법성은 불분명하며 국가마다 다르다. 방송사와 스튜디오를 포함한 오락 산업 관계자들은 VPN 및 유사 서비스를 사용하여 온라인 비디오 서비스의 지오블로킹을 회피하는 것이 저작권법 위반이라고 주장한다. 이는 외국 서비스가 사용자의 국가에서 콘텐츠를 제공할 권리를 보유하지 않아 현지 권리 보유자의 권리를 침해하고 훼손한다는 것이다. 서비스가 운영되는 국가 밖에서 온라인 비디오 서비스에 접근하는 것은 일반적으로 해당 서비스의 이용 약관 위반으로 간주된다. 일부 서비스는 지리적 필터링을 회피하기 위해 사용된다는 가정하에 VPN 사용자들을 차단하는 조치를 시행했는데, 이러한 프록시 서비스의 합법적인 용도가 있음에도 불구하고 그렇다.
지오블로킹 온라인 비디오 우회의 합법성
2014 소니 픽처스 엔터테인먼트 해킹 사건에서 유출된 이메일에 따르면 소니 픽처스 텔레비전의 국제 배급 담당 사장인 키스 르고이(Keith LeGoy)는 VPN 서비스를 통한 넷플릭스의 국제적 사용을 "반합법적인" 불법 복제로 묘사하며, 이는 시장 점유율을 불법적으로 증가시키는 데 도움이 된다고 언급했다. 그는 넷플릭스가 결제 방법 등을 통해 부적격 사용자를 탐지하는 등 콘텐츠 라이선스를 보유한 지역 외에서의 서비스 사용을 막기 위한 추가 조치를 취하지 않은 것을 비판했다. 2016년 1월 14일, 넷플릭스는 가입자가 승인되지 않은 지역 버전의 서비스에 접근하는 것을 방지하기 위한 조치를 강화할 의사를 발표했다.
지오블로킹 온라인 비디오 우회의 합법성
호주에서는 당시 통신부 장관 맬컴 턴불이 발표한 정책 FAQ에서 "다른 국가나 지역에서 저작권을 보호하기 위한 국제 상업 협정"을 위반하는 것이 호주 저작권법에 따라 불법이 아니라고 명시했다. 그러나 호주 저작권법 개정안은 법원이 주로 저작권 침해를 "촉진"하는 웹사이트를 차단하도록 명령할 수 있도록 허용했는데, 이 정의에는 지오블로킹 회피를 목적으로 특별히 마케팅하는 VPN 서비스가 포함될 수 있다. 2015년 6월 이 개정안이 통과되기 전 턴불은 VPN 서비스가 "다양한 합법적인 용도를 가지고 있으며, 특히 모든 시민이 스스로 확보할 권리가 있는 프라이버시 보호가 중요하며, [VPN 제공업체는] 고객의 활동에 대해 감독, 통제 또는 영향력을 행사할 수 없다"고 인정했다.
지오블로킹 온라인 비디오 우회의 합법성
2015년 5월 6일, 유럽 연합은 "디지털 단일 시장" 전략 채택을 발표했는데, 이는 다른 변경 사항과 더불어 EU 국가들 간의 "부당한" 지오블로킹 사용을 종식시키는 것을 목표로 삼았다. EU는 "너무 많은 유럽인이 다른 EU 국가에서 제공되는 온라인 서비스를 사용할 수 없으며, 종종 정당한 이유 없이 그렇거나, 다른 가격이 적용되는 현지 상점으로 리디렉션된다. 이러한 차별은 단일 시장에서 존재할 수 없다"고 주장했다. 그러나 2016년 5월 25일 유럽 위원회가 발표한 제안에서는 저작권이 있는 시청각 저작물의 지역적 라이선싱이 이 전략에서 제외되었다.
2018년 4월 1일, 새로운 디지털 미디어 이동성 규칙이 발효되어 유료 디지털 미디어 서비스는 EU 내에서 "로밍"을 제공해야 한다. 이는 예를 들어, 한 EU 국가의 넷플릭스 가입자는 다른 EU 국가로 여행할 때도 자국 버전의 서비스에 계속 접근할 수 있어야 한다는 의미이다.
유럽 연합은 2018년 12월 3일 발효된 "시민권, 거주지 또는 개인의 역내 위치에 기반한 부당한 지오블로킹 및 기타 형태의 차별에 대처하기 위한 조치에 관한 규정"을 승인했다.
지오블로킹 온라인 비디오 우회의 합법성
지오블로킹 규정은 EU 역내 시장에서 소비자와 기업에 더 많은 선택권을 제공하는 것을 목표로 한다. 이는 (잠재적) 고객이 시민권, 거주지 또는 위치와 관련된 이유로 다른 회원국에 위치한 판매자로부터 상품과 서비스를 구매할 수 없으며, 따라서 판매자의 회원국 국민이나 거주자와 비교하여 최고의 제안, 가격 또는 판매 조건을 얻으려 할 때 차별을 받는 문제를 해결한다.
새로운 규칙은 상대방이 소비자이거나 최종 사용 목적(B2C, B2B)으로만 서비스 또는 제품을 구매하는 회사인 경우에만 적용된다. 제품이 상업적 목적으로 기업 고객에게 판매되는 경우에는 지오블로킹 규정이 적용되지 않는다. 지오블로킹 조례는 지오블로킹 및 지리적 차별을 완전히 금지하지는 않으며, 특정 형태만을 금지한다.
지오블로킹 규정은 세 가지 상황에서 지오블로킹 및 지리적 차별을 금지한다.
지오블로킹 온라인 비디오 우회의 합법성
특정 상황에서는 외국 고객에게 다른 일반 조건을 적용하는 것이 더 이상 허용되지 않는다.
클라우드 서비스 및 웹 호스팅과 같은 디지털 서비스를 제공할 때
자동차 렌탈 또는 이벤트 티켓 판매와 같이 물리적 위치에서 서비스를 제공할 때
상품을 판매하고 특정 지역으로 배송하거나 특정 장소(예: 상점)에서 수거하도록 제안할 때.
시민권을 근거로 한 직접적 또는 간접적 차별 금지는 EU 법의 근본 원칙이다. 이 규정에 포함되지 않는 상황에서는 서비스 지침(2006/123/EC) 제20조 (2)항이 적용될 수 있다. 이 조항에 따르면 판매자는 객관적인 기준에 의해 정당화되는 경우에만 국적 또는 거주지에 따른 차등 대우를 적용할 수 있다. 일부 경우에는 운송 또는 보건과 같은 산업별 법규가 이 문제를 다룰 수도 있다. 또한 이 규정은 차별 금지 규칙을 포함한 TFEU 규칙에 영향을 미치지 않는다.
2015년 4월, 미디어웍스 뉴질랜드, 스파크 뉴질랜드, 스카이 네트워크 텔레비전, 텔레비전 뉴질랜드를 포함한 뉴질랜드 미디어 기업 그룹은 지오블로킹 회피를 목적으로 VPN 서비스를 제공하는 여러 ISP에 정지명령을 공동으로 보냈다. 이들은 2015년 4월 15일까지 해당 서비스 운영을 중단하고 고객에게 이러한 서비스가 "불법"임을 알리도록 요구했다. 이 기업들은 ISP가 국내 콘텐츠에 대한 독점적 지역 권한을 침해하여 저작권 침해를 조장하고, 홍보 자료에서 해당 서비스의 합법성을 허위로 진술했다고 비난했다. 특히 스파크는 외국 주문형 비디오 서비스에 접근하기 위한 VPN 사용이 자체 국내 서비스인 라이트박스를 잠식하고 있다고 주장했다. 적어도 두 개의 소규모 제공업체(라이트와이어 리미티드 및 언리미티드 인터넷)는 법적 문제에 대응하여 VPN 서비스를 중단할 것이라고 발표했다. 그러나 슬링샷과 오콘 리미티드의 모회사인 콜플러스는 글로벌 모드 서비스가 "완전히 합법적"이라고 주장하며 이들의 주장에 반대했고, 방송사들이 보호무역을 보여주고 있다고 비난했다. 그달 말, 방송사들이 콜플러스에 대한 법적 조치를 계속 진행할 계획이라는 보도가 나왔다.
2015년 6월 24일, 미디어 기업들은 법정 밖 합의에 도달했다고 발표했으며, 이에 따라 서비스를 운영하는 바이패스 네트워크 서비스(ByPass Network Services)는 2015년 9월 1일부터 서비스를 중단하게 되었다.
지오블로킹 기술적 구현 및 과제
지오블로킹은 주로 사용자의 IP 주소를 통해 지리적 위치를 식별하여 구현되며, 이는 GeoIP 데이터베이스를 사용하여 국가 또는 지역에 매핑된다. 이를 통해 서버 또는 네트워크 수준 시스템은 지리적 정책에 따라 온라인 콘텐츠에 대한 접근을 승인하거나 거부할 수 있다. 두 가지 주요 접근 방식이 있는데, IP 패킷이 필터링되거나 차단되는 네트워크 수준 차단과 사용자 위치 감지 후 접근이 거부되는 애플리케이션 수준 차단이다. 콘텐츠 전송 네트워크(CDN)는 종종 지역 제한을 효율적으로 시행하기 위해 지오블로킹 제어를 통합한다. 그러나 기술적 과제로는 IP-위치 매핑의 본질적인 부정확성, 제한을 우회하기 위한 VPN 또는 프록시 서비스 사용, 최신 IP 위치 데이터베이스 유지 관리 등이 있다. 동적 지오블로킹 시스템은 또한 실시간 위협 인텔리전스 또는 사용자 행동 분석을 통합하여 제어를 조정할 수 있다. 정확성과 합법적인 접근 문제 최소화 사이의 균형을 맞추는 것이 배포의 핵심 과제로 남아 있다.
정보 이론적 보안
암호 체계는 무한한 컴퓨팅 자원과 시간을 가진 적에 대해 안전할 경우 정보 이론적 보안(information-theoretic security) 또는 정보 이론적 보안성, 무조건적 보안(unconditional security)을 갖는 것으로 간주된다. 대조적으로, 보안을 위해 암호 해독의 계산 비용에 의존하는 시스템(따라서 무제한 계산 공격으로 해독될 수 있는 시스템)은 계산적으로 안전하거나 조건부로 안전하다고 불린다.
정보 이론적 보안 개요
정보 이론적 보안을 갖춘 암호화 프로토콜은 무한한 계산 능력으로도 해독할 수 없다. 정보 이론적으로 안전하다고 입증된 프로토콜은 미래 컴퓨팅 발전에도 견고하다. 정보 이론적으로 안전한 통신 개념은 1949년 고전 정보 이론의 창시자 중 한 명인 미국 수학자 클로드 섀넌이 원 타임 패드 시스템이 안전하다는 것을 증명하기 위해 도입했다. 정보 이론적으로 안전한 암호 체계는 외교 전문 및 고위 군사 통신과 같은 가장 민감한 정부 통신에 사용되었다.
정보 이론적 보안이 의미 있고 유용한 요구 사항인 다양한 암호화 작업이 있다. 이 중 몇 가지는 다음과 같다.
정보 이론적 보안 물리 계층 암호화
계산적으로 또는 조건부로 안전한(즉, 정보 이론적으로 안전하지 않은) 알고리즘은 자원 제한에 의존한다. 예를 들어, RSA는 큰 숫자를 인수분해하는 것이 어렵다는 주장에 의존한다.
애런 와이너가 정의한 더 약한 보안 개념은 현재 물리 계층 암호화로 알려진 연구 분야를 확립했다. 이는 통신, 신호 처리 및 코딩 기술을 통해 보안을 위해 물리적 무선 통신 채널을 활용한다. 보안은 증명 가능하고, 깨지지 않으며, 정량화할 수 있다(비트/초/헤르츠 단위).
정보 이론적 보안 물리 계층 암호화
와이너의 1970년대 초기 물리 계층 암호화 작업은 앨리스가 이브가 해독하지 못하게 밥에게 메시지를 보내고자 하는 앨리스-밥-이브 문제를 제시했다. 앨리스에서 밥으로 가는 채널이 앨리스에서 이브로 가는 채널보다 통계적으로 더 좋으면 안전한 통신이 가능하다는 것이 입증되었다. 이는 직관적이지만, 와이너는 정보 이론적 용어로 보안 용량을 정의하여 보안을 측정했으며, 이는 앨리스가 밥에게 비밀 정보를 전송할 수 있는 속도를 본질적으로 의미한다. 곧이어 임레 치자르와 쾨르너는 이브가 밥보다 앨리스에게 통계적으로 더 좋은 채널을 가지고 있더라도 비밀 통신이 가능하다는 것을 보여주었다.
합법적인 수신자에게 기밀 메시지를 안전하게 전송하기 위한 정보 이론적 접근 방식의 기본 아이디어는 물리적 매체의 내재된 무작위성(노이즈 및 페이딩으로 인한 채널 변동 포함)을 사용하고, 합법적인 수신자 채널과 도청자 채널 간의 차이를 활용하여 합법적인 수신자에게 이점을 제공하는 것이다.
최근의 이론적 결과는 방송 페이딩 채널에서 보안 용량과 최적 전력 할당을 결정하는 것과 관련이 있다.
정보 이론적 보안 물리 계층 암호화
앨리스가 이브로 가는 채널을 안다고 가정하지 않으면 많은 용량을 계산할 수 없다는 주의사항이 있다. 만약 그것이 알려져 있다면, 앨리스는 단순히 이브의 방향에 널을 배치할 수 있었다. MIMO 및 여러 공모하는 도청자를 위한 보안 용량은 더 최근의 진행 중인 작업이며, 이러한 결과는 도청자 채널 상태 정보 지식에 대한 비실용적인 가정을 여전히 하고 있다.
여전히 다른 작업은 구현 가능한 스킴을 비교하려는 시도로 덜 이론적이다. 한 물리 계층 암호화 스킴은 밥의 채널을 제외한 모든 방향으로 인공 노이즈를 방송하여 이브를 기본적으로 방해하는 것이다. 네기(Negi)와 고엘(Goel)의 한 논문은 그 구현을 자세히 설명하고 있으며, 키스티(Khisti)와 워넬(Wornell)은 이브의 채널에 대한 통계만 알려져 있을 때 보안 용량을 계산했다.
정보 이론 커뮤니티의 작업과 병행하여, 안테나 커뮤니티에서는 근거리 직접 안테나 변조 또는 방향성 변조라고 불리는 작업이 진행되었다.
기생 배열을 사용하여 다른 방향으로 전송되는 변조를 독립적으로 제어할 수 있음이 입증되었다.
원치 않는 방향의 변조를 해독하기 어렵게 만듦으로써 보안을 실현할 수 있었다. 방향성 변조 데이터 전송은 위상배열을 사용하여 실험적으로 시연되었다.
다른 사람들은 스위치드 배열 및 위상 공액 렌즈를 사용하여 방향성 변조를 시연했다.
이러한 유형의 방향성 변조는 실제로 네기(Negi)와 고엘(Goel)의 가산 인공 잡음 암호화 방식의 하위 집합이다. 재구성 가능한 다중 잡음 (RMN)이라고 불리는 앨리스를 위한 패턴 재구성 가능 송신 안테나를 사용하는 또 다른 방식은 가산 인공 잡음을 보완한다.
두 가지는 도청자에 대해 앨리스나 밥에게 알려진 것이 아무것도 없다고 가정하는 채널 시뮬레이션에서 잘 작동한다.
정보 이론적 보안 비밀 키 합의
이전 부분에서 언급된 다양한 연구는 무선 채널에 존재하는 무작위성을 어떤 식으로든 활용하여 정보 이론적으로 안전한 메시지를 전송한다.
반대로, 우리는 무작위성 자체로부터 비밀 키 형태로 얼마나 많은 비밀을 추출할 수 있는지 분석할 수 있다.
이것이 비밀 키 합의의 목표이다.
모러(Maurer)가 시작하고 아흘스베데(Ahlswede)와 치자르(Csiszár)가 이어서 진행한 이 연구 분야에서 기본 시스템 모델은 통신 방식에 대한 모든 제약을 제거하고 합법적인 사용자가 양방향, 공개, 잡음 없는, 인증된 채널을 무료로 통신할 수 있다고 가정한다. 이 모델은 이후 여러 사용자 및 잡음 채널 등을 포함하도록 확장되었다.
등방성 좌표
로렌츠 다양체 이론에서 구형 대칭 시공간은 일련의 내포된 둥근 구들을 허용한다. 이 내포된 구들의 계열에 적합한 몇 가지 다른 유형의 좌표 차트가 있는데, 가장 잘 알려진 것은 슈바르츠실트 좌표 차트이지만, 등방성 차트(영어: isotropic chart)도 종종 유용하게 사용된다.
등방성 차트의 정의적 특징은 그 방사형 좌표(슈바르츠실트 차트의 방사형 좌표와는 다름)가 광추가 둥글게 보이도록 정의된다는 것이다. 이는 (국소적으로 평평한 다양체의 자명한 경우를 제외하고) 각 등방성 좌표가 내포된 구 내의 거리를 충실하게 나타내지 않으며, 방사형 좌표도 방사형 거리를 충실하게 나타내지 않는다는 것을 의미한다. 반면에, 일정한 시간 초평면에서의 각도는 왜곡 없이 표현되며, 이는 차트의 이름이 유래한 이유이다.
등방성 차트는 일반 상대성이론과 같은 중력의 계량 이론에서 정적 시공간의 구형 대칭 시공간에 가장 자주 적용되지만, 예를 들어 구형으로 맥동하는 유체 구를 모델링하는 데에도 사용될 수 있다. 아인슈타인 장 방정식의 고립된 구형 대칭 해의 경우, 먼 거리에서는 등방성 차트와 슈바르츠실트 차트가 민코프스키 시공간의 일반적인 극좌표계와 점점 더 유사해진다.
등방성 좌표 정의
등방성 차트(정적 구형 대칭 시공간에서)에서 시공간 계량 (일명 선 요소)은 다음과 같은 형태를 취한다.
문맥에 따라 를 방사형 좌표의 미정 함수로 간주하는 것이 적절할 수 있다(예: 아인슈타인 장 방정식의 정확한 정적 구형 대칭 해를 유도할 때). 또는 특정 함수(일부 매개변수에 의존할 수 있는)를 대입하여 특정 로렌츠 시공간에서 등방성 좌표 차트를 얻을 수 있다.
등방성 좌표 킬링 벡터장
구형 대칭 정적 시공간의 킬링 벡터장의 리 대수는 등방성 차트에서 슈바르츠실트 차트와 동일한 형태를 취한다. 즉, 이 대수는 시간꼴 비회전 킬링 벡터장
와 세 개의 공간꼴 킬링 벡터장
에 의해 생성된다. 여기서 가 비회전적이라는 것은 해당 시간꼴 합동의 소용돌이 텐서가 소멸한다는 것을 의미한다. 따라서 이 킬링 벡터장은 초평면 직교한다. 시공간이 비회전 시간꼴 킬링 벡터장을 허용한다는 사실은 실제로 정적 시공간의 정의적 특징이다. 한 가지 즉각적인 결과는 일정 시간 좌표면 가 (등거리) 공간 초평면(공간꼴 초곡면)의 계열을 형성한다는 것이다.
슈바르츠실트 차트와 달리 등방성 차트는 이러한 초평면의 매립 다이어그램을 구성하는 데 적합하지 않다.
등방성 좌표 정적 내포된 구들의 계열
표면 는 둥근 구로 나타나며 (극좌표 방식으로 궤적을 그릴 때), 선 요소의 형태에서 우리는 이 표면 중 어느 하나에 제한된 계량이 다음과 같음을 알 수 있다.
여기서 는 좌표이고 는 단위 반지름의 2구면에서의 리만 계량이다. 즉, 이 내포된 좌표 구는 실제로 기하학적 구를 나타내지만,  대신 의 등장은 방사형 좌표가 일반적인 유클리드 공간의 구에서와 같은 방식으로 면적에 해당하지 않는다는 것을 보여준다. 슈바르츠실트 좌표와 비교하면, 방사형 좌표는 내포된 구의 관점에서 자연스러운 해석을 갖는다.
등방성 좌표 좌표 특이점
궤적은 등방성 차트의 경계를 표시하며, 슈바르츠실트 차트와 마찬가지로 이 두 궤적이 동일시된다고 암묵적으로 가정하여, 우리의 가상의 둥근 구들이 실제로 위상학적 구가 되도록 한다.
슈바르츠실트 차트와 마찬가지로, 이 좌표의 일부 값에서 계량 또는 그 역함수가 발산하면 방사형 좌표의 범위가 제한될 수 있다.
등방성 좌표 계량 가설 풀이
위에 주어진 선 요소는 f, g를 등방성 좌표 r의 미정 함수로 간주하며, 일반 상대성이론(또는 다른 중력의 계량 이론)에서 정적 구형 대칭 해를 유도하는 데 가설 풀이 계량으로 자주 사용된다.
예시로, 카르탕의 외미분법을 사용하여 연결과 곡률을 계산하는 방법을 간략하게 설명한다. 먼저, 선 요소에서 코프레임장을 읽어낸다.
여기서 는 의 미정 매끄러운 함수로 간주한다. (우리의 시공간이 이 특정 삼각법 형태를 갖는 틀을 허용한다는 사실은 정적, 구형 대칭 로렌츠 다양체에서 등방성 차트의 개념에 대한 또 다른 동등한 표현이다.) 외미분을 취하고 첫 번째 카르탕 구조 방정식을 사용하여, 사라지지 않는 연결 1형식
을 찾는다. 다시 외미분을 취하고 두 번째 카르탕 구조 방정식에 대입하여 곡률 2형식을 찾는다.
수확 후 해독
수확 후 해독(Harvest now, decrypt later) 또는 지금 저장, 나중에 해독 또는 HNDL은 현재 읽을 수 없는 암호화된 데이터를 획득하여 장기 저장하고, 미래에 해당 데이터를 읽을 수 있게 만들 수 있는 암호 해독 기술의 잠재적 돌파구를 기다리는 감시 전략이다. 이러한 가상의 날짜를 Y2Q (Y2K에 대한 참조) 또는 Q-Day라고 부른다.
가장 일반적인 우려는 양자 컴퓨팅의 발전 가능성인데, 이는 미래의 어느 시점에 현재의 강력한 암호화 알고리즘을 깨뜨려, 해당 알고리즘을 사용하여 암호화된 저장된 모든 자료를 해독할 수 있게 할 것이라는 전망 때문이다. 그러나 해독 기술의 개선은 양자 암호화 발전 때문이 아니어도 된다. 해독을 가능하게 하는 다른 어떤 형태의 공격도 충분할 것이다.
수확 후 해독
이 전략의 존재는 아직 실질적인 양자 공격이 존재하지 않음에도 불구하고 양자 후 암호를 시급히 배포해야 할 필요성에 대한 우려를 불러일으켰다. 이는 현재 저장된 일부 데이터가 수십 년 후에도 여전히 민감하게 남아있을 수 있기 때문이다. 2022년 기준, 미국 연방 정부는 이러한 위협을 완화하기 위해 조직이 양자 암호화 저항 알고리즘으로 마이그레이션을 시작하기 위한 로드맵을 제안했다. 이 상업 국가 보안 알고리즘 스위트의 새 버전은 공개적으로 사용 가능한 알고리즘을 사용하며, 일급 비밀(TOP SECRET) 수준까지 정부 사용이 허용된다.
수확 후 해독 용어 및 범위
“수확 후 해독”이라는 용어는 암호문이나 암호화된 통신을 오늘날 수집하고 언젠가 컴퓨팅 성능이나 암호 해독의 충분한 발전에 따라 해독될 수 있다고 보는 다양한 감시 또는 스파이 작전을 포괄한다. 기술 및 정책 문서에서는 약어 HNDL이 때때로 사용된다. “Y2Q”(또는 “Q-Day”)라는 명칭은 Y2K 날짜 변경 문제에 대한 유추를 통해 현재의 암호학이 붕괴될 수 있는 잠재적인 미래 시점을 강조한다. 이 전략은 외교 통신, 개인 건강 기록, 중요 인프라 로그 또는 지적 재산과 같이 기밀 유지 기간이 긴 데이터에 특히 중요하다.
암호학사
암호와 암호를 사용하는 암호학은 수천 년 전부터 시작되었다. 최근 수십 년 전까지는 고전 암호학이라고 불리는 암호학의 이야기였는데, 이는 펜과 종이, 또는 간단한 기계적 보조 장치를 사용하는 암호화 방식에 관한 것이다. 20세기 초, 에니그마 기계와 같은 복잡한 기계 및 전기 기계식 기계의 발명은 더욱 정교하고 효율적인 암호화 수단을 제공했으며, 이후 전자의 도입과 컴퓨팅은 훨씬 더 복잡한 정교한 계획을 가능하게 했다. 이들 대부분은 펜과 종이로는 전혀 적합하지 않다.
암호학의 발전과 함께 암호 해독의 발전, 즉 암호의 "해독"이 이루어졌다. 암호화된 통신을 해독하기 위한 빈도 분석의 조기 발견과 적용은 때때로 역사의 흐름을 바꾸기도 했다. 이로 인해 짐머만 전보는 미국의 제1차 세계 대전 참전을 유발했고, 연합국이 나치 독일의 암호를 해독하여 제2차 세계 대전을 일부 평가에서는 최대 2년까지 단축시켰다.
1960년대까지 안전한 암호학은 주로 정부의 전유물이었다. 그 이후 두 가지 사건이 암호학을 대중의 영역으로 끌어들였다: 공개 암호 표준(데이터 암호화 표준)의 제정, 그리고 공개 키 암호 방식의 발명이다.
암호학사 고대
알려진 가장 초기의 암호학 사용은 기원전 1900년경 이집트 고왕국의 무덤 벽에 새겨진 비표준 상형문자에서 발견된다. 하지만 이는 비밀 통신을 위한 진지한 시도라기보다는 문해력 있는 구경꾼들을 위한 미스터리, 음모 또는 오락의 시도였던 것으로 여겨진다.
메소포타미아에서 발견된 다소 후기 점토판 중 일부는 정보를 보호하기 위한 목적으로 분명히 사용되었는데, 기원전 1500년경의 것으로 추정되는 한 점토판은 도예 유약에 대한 장인의 조리법을 암호화한 것으로 밝혀졌다. 이는 상업적으로 가치 있는 정보였을 것으로 추정된다. 더욱이, 히브리어 학자들은 아마도 기원전 600~500년경부터 단순한 단일 알파벳 치환 암호 (예: 아트바시 암호)를 사용했다.
암호학사 고대
기원전 400년부터 서기 300년 사이에 인도에서 작성된 것으로 추정되는 카마수트라에는 더 나은 삶의 질을 위한 64가지 기술이 나열되어 있는데, 여기에는 "암호로 쓰여진 글을 이해하고 단어를 특이한 방식으로 쓰는 기술"인 믈레치타 비칼파에 대한 언급도 포함되어 있다. 이는 연인 간의 사적인 의사소통을 위해 추천되었다. 카마수트라는 목록에 일반적인 언급만 있을 뿐 설명이 없으므로, 당시 정확히 무엇을 지칭했는지는 불분명하다. 카마수트라에 대한 후대 주석서에는 치환 암호에 대한 자세한 지침이 제시되어 있지만, 이들은 서기 10세기에서 13세기 사이에 작성되었다. 이집트 민중문자 그리스 마법 파피루스의 일부는 암호 스크립트로 작성되었다.
고대 그리스인들은 암호를 알고 있었다고 전해진다. 스키테일 전치 암호는 스파르타 군대에서 사용되었지만, 스키테일이 암호화, 인증 또는 연설에서 불길한 징조를 피하기 위한 것이었는지 확실히 알려져 있지 않다. 헤로도토스는 나무판에 왁스 아래에 물리적으로 숨기거나 노예의 머리에 다시 자란 머리카락으로 숨긴 문신으로 비밀 메시지를 전달했다고 말하지만, 메시지는 일단 알려지면 직접 읽을 수 있으므로 이것들은 엄밀히 말해 암호학의 예는 아니다. 이를 스테가노그래피라고 한다. 또 다른 그리스 방법은 폴리비오스가 개발했는데 (지금은 "폴리비오스 사각형"이라고 불린다). 고대 로마인들은 암호학에 대해 어느 정도 알고 있었다 (예: 카이사르 암호 및 그 변형).
암호학사 중세 암호학
데이비드 칸은 코드브레이커에서 현대 암호학이 아랍인들 사이에서 시작되었으며, 이들이 암호 해독 방법을 체계적으로 문서화한 최초의 사람들이라고 언급했다. 알칼릴 (717–786)은 암호 메시지 책을 썼는데, 여기에는 모음이 있는 아랍어 단어와 모음이 없는 아랍어 단어를 모두 나열하기 위한 순열과 조합의 첫 번째 사용이 포함되어 있다.
서기 800년경 아랍 수학자인 킨디에 의해 단일 알파벳 치환 암호를 해독하는 빈도 분석 기법이 발명된 것은 제2차 세계 대전까지 가장 중요한 암호 해독 발전으로 입증되었다. 킨디는 "리살라 피 이스티크라즈 알무아마(암호 메시지 해독을 위한 원고)"라는 암호학 책을 썼는데, 여기에는 다중 알파벳 암호, 암호 분류, 아랍어 음운론 및 구문론에 대한 기술을 포함하여 최초의 암호 해독 기술과 가장 중요하게는 빈도 분석에 대한 최초의 설명이 포함되어 있다. 그는 또한 암호화 방법, 특정 암호화의 암호 해독, 아랍어 문자 및 문자 조합의 통계 분석에 대해서도 다루었다. 이븐 아들란 (1187–1268)의 중요한 기여는 빈도 분석 사용을 위한 표본 크기에 대한 것이었다.
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초기 중세 영국에서는 800년에서 1100년 사이에 필사가들이 암호를 장난스럽고 영리한 방법으로 노트, 수수께끼 풀이, 콜로폰을 암호화하는 데 자주 사용했다. 이 암호들은 상당히 간단한 경향이 있지만, 때로는 평범한 패턴에서 벗어나 복잡성과 정교함을 더하기도 했다. 이 시기에 서양에서는 중요하고 의미 있는 암호학적 실험이 이루어졌다.
아흐마드 알칼카샨디 (서기 1355–1418)는 14권짜리 백과사전인 수브 알아샤를 썼는데, 여기에는 암호학에 대한 섹션이 포함되어 있었다. 이 정보는 서기 1312년부터 1361년까지 살았던 이븐 알두라임에게서 유래한 것이지만, 그의 암호학 저작은 소실되었다. 이 책에 있는 암호 목록에는 치환 암호와 전치 암호가 모두 포함되어 있으며, 최초로 각 평문 글자에 대해 여러 치환을 사용하는 다중 알파벳 암호 (나중에 동형 치환으로 불림)가 등장한다. 이븐 알두라임에게서 비롯된 것은 암호 해독에 대한 설명과 예시인데, 여기에는 문자 빈도표와 한 단어에 함께 나타날 수 없는 문자 집합의 사용이 포함된다.
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동형 치환 암호의 가장 초기의 예는 1400년대 초 만토바 공작이 사용했던 것이다. 동형 암호는 문자 빈도에 따라 각 문자를 여러 기호로 대체한다. 이 암호는 단일 알파벳과 다중 알파벳 기능을 결합했기 때문에 시대를 앞서갔다.
본질적으로 모든 암호는 다중 알파벳 암호가 개발될 때까지 빈도 분석이라는 암호 해독 기법에 취약했으며, 그 이후에도 많은 암호가 그러했다. 다중 알파벳 암호는 서기 1467년경 레온 바티스타 알베르티에 의해 가장 명확하게 설명되었으며, 이로 인해 그는 "서양 암호학의 아버지"로 불렸다. 요하네스 트리테미우스는 그의 저서 폴리그라피아에서 비즈네르 암호의 핵심 구성 요소인 타뷸라 렉타를 발명했다. 트리테미우스는 또한 스테가노그래피도 저술했다. 조반 바티스타 벨라소는 1553년에 19세기에 블레즈 드 비즈네르에게 잘못 귀속된 비즈네르 암호로 알려지게 될 암호를 처음으로 설명했다.
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유럽에서는 정치적 경쟁과 종교 혁명의 결과로 암호학이 (비밀리에) 더욱 중요해졌다. 예를 들어, 르네상스 동안과 그 이후 유럽에서는 교황령과 로마 가톨릭 교회를 포함한 다양한 이탈리아 국가의 시민들이 암호화 기술의 급속한 확산에 기여했지만, 그 중 알베르티의 다중 알파벳 발전(알베르티의 발전)에 대한 이해(또는 지식)를 반영하는 경우는 거의 없었다. 알베르티 이후에도 "고급 암호"는 발명가/개발자/사용자가 주장(그리고 아마도 그들 자신도 믿었을)했던 만큼 발전하지 못했다. 이들은 자주 해독되었다. 이러한 과도한 낙관주의는 암호학에 내재된 것일 수 있는데, 당시에도 그랬고 지금도 자신의 시스템이 얼마나 취약한지 원칙적으로 알기 어렵기 때문이다. 지식이 없는 상황에서는 추측과 희망이 예측 가능하게 흔하다.
엘리자베스 1세 여왕 통치 시기의 배빙턴 음모사건에는 암호학, 암호 해독, 비밀 요원/전령의 배신이 관련되었고, 이는 메리 1세 (스코틀랜드)의 처형으로 이어졌다. 로버트 훅은 "존 디의 영혼의 책" 장에서 존 디가 트리테미우스의 스테가노그래피를 사용하여 엘리자베스 1세 여왕과의 통신을 숨겼다고 주장했다.
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프랑스 루이 14세의 수석 암호학자는 앙투안 로시뇰이었다. 그와 그의 가족은 대암호라고 알려진 것을 만들었는데, 이는 1890년 프랑스 군사 암호 해독가 에티엔 바제리가 해독할 때까지 처음 사용된 이래로 풀리지 않았다. 철가면 시대의 암호화된 메시지 (1900년 직전에 에티엔 바제리에 의해 해독됨)는 전설적이고 불행한 그 실제 죄수의 정체에 대해 일부, 아쉽게도 확정적이지는 않지만, 밝혀주었다.
유럽 이외 지역에서는 몽골족이 이슬람의 황금 시대를 종식시킨 후 암호학이 비교적 발전하지 못했다. 일본의 암호학은 1510년경까지 사용되지 않은 것으로 보이며, 1860년대부터 일본이 서방에 개방될 때까지는 고급 기술이 알려지지 않았다.
암호학사 1800년부터 제1차 세계 대전까지의 암호학
암호학은 길고 복잡한 역사를 가지고 있지만, 19세기에 이르러서야 암호화 또는 암호 해독 (암호 시스템의 약점을 찾는 과학)에 대한 임시방편적인 접근 방식 이상의 발전을 이루었다. 후자의 예로는 찰스 배비지의 크림 전쟁 시대의 다중 알파벳 암호에 대한 수학적 암호 해독 작업이 있는데, 이는 나중에 프로이센의 프리드리히 카시스키에 의해 재개발 및 출판되었다. 이 시기의 암호학에 대한 이해는 일반적으로 어렵게 얻은 경험 법칙으로 구성되어 있었다. 예를 들어, 19세기 후반 오귀스트 케르크호프스의 암호학 저술을 참조하라. 에드거 앨런 포는 1840년대에 암호를 해결하기 위해 체계적인 방법을 사용했다. 특히 그는 필라델피아 신문인 Alexander's Weekly (Express) Messenger에 자신의 능력을 알리는 광고를 게재하여 암호 제출을 요청했으며, 대부분을 해결했다. 그의 성공은 몇 달 동안 대중의 이목을 끌었다. 그는 나중에 암호학 방법에 대한 에세이를 썼는데, 이는 제1차 세계 대전 중 독일 암호를 해독하려는 초보 영국 암호 해독가들에게 유용한 입문서가 되었으며, 암호 해독이 주요 요소인 유명한 이야기 황금충도 썼다.
암호학사 1800년부터 제1차 세계 대전까지의 암호학
암호학과 그 오용은 20세기 초 마타 하리의 처형과 드레퓌스의 유죄 판결 및 투옥에 관여했다. 암호 해독가들은 드레퓌스 사건으로 이어진 책략을 폭로하는 데에도 관여했다. 반면에 마타 하리는 총살되었다.
제1차 세계 대전에서 해군성의 40호실은 독일 해군 암호를 해독하여 전쟁 중 여러 해상 교전에서 중요한 역할을 수행했다. 특히 북해로의 주요 독일군 출격을 탐지하여 도거 뱅크와 유틀란트 해전으로 이어졌고, 영국 함대가 이들을 요격하기 위해 출동했다. 그러나 가장 중요한 기여는 아마도 해독된 짐머만 전보일 것이다. 이 전보는 독일 외무부가 워싱턴을 통해 멕시코의 대사 하인리히 폰 에카르트에게 보낸 전신으로, 미국을 전쟁에 참전시키는 데 결정적인 역할을 했다.
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1917년, 길버트 버남은 미리 준비된 종이 테이프에 저장된 키를 평문 메시지와 문자 단위로 결합하여 암호문을 생성하는 텔레프린터 암호를 제안했다. 이는 암호 기계로서 전기 기계 장치의 개발과 유일하게 깨지지 않는 암호인 원 타임 패드로 이어졌다.
1920년대 동안 폴란드 해군 장교들은 일본군과 암호 개발을 도왔다.
제2차 세계 대전 이전에 수학적 방법이 확산되었다 (특히 윌리엄 F. 프리드먼의 통계 기법을 암호 해독 및 암호 개발에 적용한 것과 마리안 레예프스키가 1932년 독일 육군 버전의 에니그마 기계 시스템을 처음 해독한 것에서 두드러진다).
암호학사 제2차 세계 대전의 암호학
제2차 세계 대전이 되자 기계식 및 전기 기계식 암호 기계가 널리 사용되었지만, 그러한 기계가 비실용적인 곳에서는 코드북과 수동 시스템이 계속 사용되었다. 암호 설계와 암호 해독 모두에서 큰 발전이 이루어졌으며, 이 모든 것은 비밀리에 진행되었다. 이 시기에 대한 정보는 영국의 50년 기밀 해제 기간이 끝나고, 미국의 기록 보관소가 서서히 공개되고, 다양한 회고록과 기사가 나오면서 기밀 해제되기 시작했다.
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독일군은 여러 변형으로 된 에니그마라고 알려진 전기 기계식 회전자 암호기를 대규모로 사용했다. 폴란드 암호국의 수학자 마리안 레예프스키는 1932년 12월, 프랑스 군사정보 대위 귀스타브 베르트랑이 독일 서기에게서 입수한 제한된 문서와 수학을 이용하여 독일군 에니그마의 상세 구조를 추론했다. 역사학자 데이비드 칸에 따르면, 이는 "암호학의 위대한 업적 중 하나"였다. 레예프스키와 그의 수학적 암호국 동료들인 예지 루지츠키와 헨리크 지갈스키는 한동안 에니그마를 계속 해독하고 독일군 기계의 구성 요소와 암호화 절차의 진화에 보조를 맞추었다. 폴란드군의 자원이 독일군이 도입하는 변화로 인해 한계에 달하고 전쟁이 임박하자, 암호국은 폴란드 총참모부의 지시에 따라 1939년 7월 25일 바르샤바에서 프랑스와 영국 정보 대표들에게 에니그마 해독의 비밀을 전수했다.
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1939년 9월 1일 독일의 폴란드 침공 직후, 주요 암호국 요원들은 남동쪽으로 대피했다. 9월 17일, 소련이 동쪽에서 폴란드를 공격하자, 그들은 루마니아로 넘어갔다. 거기서 그들은 프랑스 파리에 도착했고, 파리 근처 PC 브루노에서 에니그마 해독 작업을 계속하며, 영국이 에니그마 해독 작업에 속도를 내면서 블레츨리 파크의 영국 암호학자들과 협력했다. 결국, 고든 웰치먼, 맥스 뉴먼, 그리고 앨런 튜링 (현대 컴퓨팅의 개념적 창시자)과 같은 많은 체스 마스터와 수학 교수들이 포함된 영국 암호학자들은 에니그마의 해독의 규모와 기술에서 상당한 돌파구를 마련했다.
제2차 세계 대전의 독일 암호 해독도 일부 성공을 거두었는데, 가장 중요한 것은 해군 암호 No. 3을 해독한 것이다. 이는 그들이 대서양 수송선단을 추적하고 침몰시키는 데 일조했다. 울트라 정보만이 마침내 해군성을 설득하여 1943년 6월에 암호를 변경하도록 했다. 이는 이전 세계 대전에서 영국 40호실 암호 해독가들의 성공을 고려하면 놀라운 일이다.
암호학사 제2차 세계 대전의 암호학
종전 직전인 1945년 4월 19일, 영국 최고위 민간 및 군사 관계자들은 독일 에니그마 암호가 해독되었다는 사실을 절대 밝히지 말라고 지시받았다. 왜냐하면 이는 패배한 적에게 "우리는 제대로 정당하게 패배하지 않았다"고 말할 기회를 줄 것이기 때문이었다.
독일군은 또한 여러 전신타자기 스트림 암호를 배치했다. 블레츨리 파크는 이를 피쉬 암호라고 불렀다. 맥스 뉴먼과 동료들은 히스 로빈슨을 설계하고 배치한 다음, 암호 해독에 도움을 주기 위해 세계 최초의 프로그래밍 가능한 디지털 전자 컴퓨터인 콜로서스를 배치했다. 독일 외무부는 1919년에 원 타임 패드를 사용하기 시작했다. 이 트래픽 중 일부는 제2차 세계 대전 중 독일 특사가 충분히 주의를 기울이지 않고 버린 일부 핵심 자료가 남미에서 회수된 결과로 해독되었다.
슐뤼셀게레트 41은 전쟁 후반에 에니그마를 대체할 더 안전한 장치로 개발되었지만, 제한적으로만 사용되었다.
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미 육군 그룹인 신호 정보국은 진주만 공격 전인 1940년에 일본의 최고 보안 외교 암호 시스템 (미국인들은 퍼플이라고 부르는 전기 기계식 계전기)을 해독하는 데 성공했다. 현지에서 개발된 퍼플 기계는 일본 외무성이 사용했던 이전의 "레드" 기계와, 아그네스 드리스콜이 해독한 해군 무관들이 사용했던 관련 기계인 M-1을 대체했다. 일본의 모든 기계 암호는 연합군에 의해 어느 정도 해독되었다.
일본 해군과 육군은 주로 코드북 시스템을 사용했으며, 나중에는 별도의 숫자 부가 코드를 사용했다. 미국 해군 암호 해독가들 (1940년 이후 영국 및 네덜란드 암호 해독가들과 협력하여)은 여러 일본 제국 해군 암호 시스템을 해독했다. 그중 하나인 JN-25의 해독은 유명하게도 미드웨이 해전에서 미국의 승리로 이어졌고, 전투 직후 시카고 트리뷴에 그 사실이 공개되었음에도 불구하고 일본군은 JN-25 시스템을 계속 사용했기 때문에 알아차리지 못한 것으로 보인다.
암호학사 제2차 세계 대전의 암호학
미국은 암호 해독, 특히 퍼플 기계에서 얻은 정보를 '매직'이라고 불렀다. 영국은 암호 해독, 특히 다양한 에니그마에 의해 보호되는 메시지 트래픽에서 얻은 정보를 '울트라'라고 부르게 되었다. 울트라에 대한 초기 영국 용어는 '보니페이스'였는데, 만약 배신당할 경우 개별 요원이 정보원이었을 수도 있음을 암시하려는 시도였다.
연합국이 제2차 세계 대전에서 사용한 암호 기계로는 영국의 TypeX와 미국의 SIGABA가 있었다. 둘 다 에니그마와 비슷한 정신을 가진 전기 기계식 로터 설계였지만, 주요 개선 사항이 있었다. 둘 다 전쟁 중 누구에 의해서도 해독된 것으로 알려져 있지 않다. 폴란드군은 라시다 기계를 사용했지만, 보안이 의도한 것보다 약한 것으로 밝혀져 (영국에 있는 폴란드군 암호 해독가들에 의해) 사용이 중단되었다. 현장의 미군 병사들은 M-209와 훨씬 덜 안전한 M-94 계열 기계를 사용했다. 영국 특수작전집행부 요원들은 처음에는 '시 암호' (암호화/해독 키로 암기된 시)를 사용했지만, 전쟁 후반에는 원 타임 패드로 전환하기 시작했다.
빅 암호 (최소 1957년까지 루돌프 아벨의 뉴욕 스파이 조직과 관련하여 사용됨)는 매우 복잡한 수동 암호였으며, 데이비드 칸의 "코드에 대한 칸"에 따르면 소련이 사용한 것으로 알려진 가장 복잡한 암호라고 주장된다. 소련 암호 해독 (특히 원 타임 패드가 재사용되었을 때)에 대해서는 베노나 프로젝트를 참조하라.
영국과 미국은 암호 해독 작전에 많은 여성을 고용했으며, 블레츨리 파크에는 거의 7,000명의 여성이 근무했고, 워싱턴 D.C. 주변의 별도의 미 육군 및 해군 작전에는 11,000명이 근무했다. 일본과 나치 독일에서는 전통과 교리에 따라 여성은 전쟁 작업에서 배제되었는데, 적어도 전쟁 후반까지는 그랬다. 암호화 시스템이 해독된 후에도, 변화에 대응하고, 여러 네트워크의 일일 키 설정을 복구하고, 전 세계적인 분쟁에서 생성되는 엄청난 양의 적 메시지를 가로채고, 처리하고, 번역하고, 우선순위를 정하고, 분석하는 데 많은 노력이 필요했다. 엘리자베스 스미스 프리드먼과 아그네스 마이어 드리스콜을 포함한 몇몇 여성들은 1930년대 미국의 암호 해독에 주요 기여자였으며, 해군과 육군은 진주만 공격 직전에 여성 대학의 최고 졸업생들을 적극적으로 채용하기 시작했다. 리자 먼디는 연합국과 추축국 간의 여성 인재 활용 격차가 전쟁에 전략적인 차이를 만들었다고 주장한다.:p.29
암호학사 현대 암호학
현대 암호화는 정보를 암호화하고 해독하기 위한 키를 가진 알고리즘을 사용하여 이루어진다. 이 키들은 암호화를 통해 메시지와 데이터를 "디지털 혼돈"으로 변환하고, 해독을 통해 원래 형태로 되돌린다. 일반적으로 키가 길수록 코드를 해독하기가 더 어렵다. 이는 무차별 대입 방식으로 암호화된 메시지를 해독하려면 공격자가 가능한 모든 키를 시도해야 하기 때문에 사실이다. 이를 맥락에서 설명하면, 각 이진 정보 단위, 즉 비트는 0 또는 1의 값을 갖는다. 8비트 키는 256 또는 2^8개의 가능한 키를 갖는다. 56비트 키는 2^56, 즉 72경개의 가능한 키를 시도하여 메시지를 해독해야 한다. 현대 기술로는 이러한 길이의 키를 사용하는 암호를 해독하기가 더 쉬워지고 있다. 초기 미국 정부 승인 암호인 DES는 유효 키 길이가 56비트이며, 이 암호를 사용한 테스트 메시지는 무차별 대입 키 검색으로 해독되었다. 그러나 기술이 발전함에 따라 암호화의 품질도 향상된다. 제2차 세계 대전 이후 암호학 연구에서 가장 주목할 만한 발전 중 하나는 비대칭 키 암호(때때로 공개 키 암호라고도 함)의 도입이다. 이들은 동일한 메시지 암호화를 위해 수학적으로 관련된 두 개의 키를 사용하는 알고리즘이다. 이러한 알고리즘 중 일부는 한 키만으로 다른 키를 결정하는 것이 극히 어렵기 때문에 한 키를 공개하는 것을 허용한다.
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1990년경부터 상업적 목적으로 인터넷을 사용하고 인터넷을 통한 상업적 거래가 도입되면서 암호화에 대한 광범위한 표준이 요구되었다. 고급 암호화 표준 (AES)이 도입되기 전에는 금융 데이터와 같은 인터넷을 통해 전송되는 정보는 암호화되는 경우, 대부분 데이터 암호화 표준 (DES)을 사용했다. 이는 NBS (미국 정부 기관)에 의해 보안을 위해 승인되었으며, 그러한 암호 알고리즘 후보에 대한 공개 요청과 경쟁 후에 이루어졌다. DES는 짧은 기간 동안 승인되었지만, 대중의 고품질 암호화 사용에 대한 복잡한 논쟁으로 인해 확장된 사용을 보였다. DES는 결국 NBS 후속 기관인 NIST가 주최한 또 다른 공개 경쟁 후 AES로 대체되었다. 1990년대 후반부터 2000년대 초반경에는 공개 키 알고리즘 사용이 암호화에 대한 보다 일반적인 접근 방식이 되었고, 곧 두 방식의 하이브리드가 전자 상거래 운영을 위한 가장 일반적으로 받아들여지는 방식이 되었다. 또한, 보안 소켓 계층 또는 SSL로 알려진 새로운 프로토콜의 생성은 온라인 거래가 이루어질 수 있는 길을 열었다. 상품 구매부터 온라인 청구서 결제 및 뱅킹에 이르기까지 다양한 거래에 SSL이 사용되었다. 또한, 가정에서 무선 인터넷 연결이 일반화되면서 이러한 일상적인 상황에서 보안 수준이 필요해짐에 따라 암호화의 필요성이 커졌다.
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클로드 E. 섀넌은 수학적 암호학의 발전에서 중요한 초기 역할을 했다. 섀넌은 벨 연구소에서 수년 동안 일했으며, 그 기간 동안 "암호학의 수학적 이론"이라는 제목의 논문을 작성했다. 이 논문은 1945년에 작성되었고, 결국 1949년에 벨 시스템 기술 저널에 발표되었다. 이 논문이 현대 암호학 발전의 출발점이라는 것은 일반적으로 받아들여진다. 섀넌은 전쟁 중 "암호학의 문제[는] 비밀 시스템이 통신 이론의 흥미로운 응용을 제공하기 때문"이라는 점에 영감을 받았다. 섀넌은 암호학의 두 가지 주요 목표인 비밀과 진정성을 식별했다. 그의 초점은 비밀을 탐구하는 것이었고 35년 후 G.J. 시몬스는 진정성 문제를 다루게 되었다. 섀넌은 "통신에 대한 수학적 이론"이라는 제목의 또 다른 논문을 썼는데, 이는 그의 작업 중 가장 중요한 측면 중 하나인 암호학이 예술에서 과학으로 전환되었음을 강조한다.
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그의 저작에서 섀넌은 비밀 유지를 위한 두 가지 기본적인 시스템 유형을 설명했다. 첫 번째는 메시지 해독에 무한한 자원을 가진 해커와 공격자로부터 보호하기 위해 설계된 시스템(이론적 비밀 유지, 현재는 무조건적 보안)이고, 두 번째는 메시지 해독에 유한한 자원을 가진 해커와 공격자로부터 보호하기 위해 설계된 시스템(실용적 비밀 유지, 현재는 계산적 보안)이다. 섀넌의 작업 대부분은 이론적 비밀 유지에 초점을 맞추었다. 여기서 섀넌은 암호의 "깨지지 않음"에 대한 정의를 도입했다. 암호가 "깨지지 않는다"고 판단되면 "완벽한 비밀 유지"를 가진 것으로 간주되었다. "완벽한 비밀 유지"를 증명하면서 섀넌은 이것이 이진수로 주어진 길이가 암호화되는 정보에 포함된 비트 수보다 크거나 같아야 하는 비밀 키로만 얻을 수 있다고 판단했다. 또한 섀넌은 "유일성 거리"를 개발했는데, 이는 "비밀 키를 결정하는 평문의 양"으로 정의된다.
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섀넌의 연구는 1970년대의 추가 암호학 연구에 영향을 미쳤는데, 공개 키 암호학 개발자 M. E. 헬만과 W. 디피는 섀넌의 연구를 주요 영향으로 인용했다. 그의 연구는 또한 비밀 키 암호의 현대적 설계에도 영향을 미쳤다. 섀넌의 암호학 연구가 끝난 후, 헬만과 디피가 "공개 키 암호학"에 관한 논문을 발표할 때까지 진행 속도가 느려졌다.
1970년대 중반에는 두 가지 주요 공개(즉, 비공개) 발전이 있었다. 첫 번째는 1975년 3월 17일 미국 연방 관보에 데이터 암호화 표준 초안이 발표된 것이다. 제안된 DES 암호는 은행 및 기타 대형 금융 조직과 같은 기업을 위한 안전한 전자 통신 시설을 개발하기 위한 노력의 일환으로 국립 표준국 (현재 NIST)의 초청으로 IBM의 연구 그룹에 의해 제출되었다. NSA의 조언과 수정(배후에서 활동)을 거쳐 1977년 연방 정보 처리 표준 출판물로 채택 및 발표되었다 (현재 FIPS 46-3). DES는 NSA와 같은 국가 기관의 '승인'을 받은 최초의 공개적으로 접근 가능한 암호였다. NBS의 사양 발표는 암호학에 대한 대중적이고 학술적인 관심의 폭발을 촉진했다.
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노후화된 DES는 2001년 NIST가 FIPS 197을 발표하면서 고급 암호화 표준 (AES)으로 공식적으로 대체되었다. 공개 경쟁 후, NIST는 두 벨기에 암호학자가 제출한 라인달을 AES로 선정했다. DES와 그보다 안전한 변형 (예: 트리플 DES)은 오늘날에도 여전히 사용되고 있으며, 많은 국가 및 조직 표준에 통합되었다. 그러나 56비트 키 크기는 무차별 대입 공격에 충분히 안전하지 않다는 것이 입증되었다 (전자 프런티어 재단과 같은 사이버 시민권 단체가 1997년에 수행한 그러한 공격 중 하나는 56시간 만에 성공했다.). 결과적으로, 새로운 암호 시스템 설계에 직선 DES 암호화를 사용하는 것은 이제 의심할 여지 없이 안전하지 않으며, DES를 사용하는 오래된 암호 시스템으로 보호된 메시지, 그리고 1976년 이후 DES를 사용하여 전송된 모든 메시지도 위험에 처해 있다. DES의 본질적인 품질과 관계없이, DES 키 크기 (56비트)는 1976년에도 일부 사람들에게는 너무 작다고 생각되었으며, 아마도 가장 공개적으로는 휫필드 디피에 의해 그렇게 생각되었다. 정부 기관조차도 당시 DES 메시지를 해독할 수 있는 충분한 컴퓨팅 능력을 가지고 있다는 의심이 있었으며, 분명히 다른 사람들도 이 능력을 달성했다.
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1976년 두 번째 발전은 아마도 훨씬 더 중요했을 것이다. 왜냐하면 그것은 암호 시스템이 작동하는 방식을 근본적으로 바꾸었기 때문이다. 이것은 휫필드 디피와 마틴 헬먼의 논문 "암호학의 새로운 방향"의 발표였다. 이 논문은 암호화 키를 배포하는 급진적으로 새로운 방법을 도입했으며, 이는 암호학의 근본적인 문제 중 하나인 키 배포 문제를 해결하는 데 큰 도움이 되었고, 디피-헬먼 키 교환으로 알려지게 되었다. 이 논문은 또한 새로운 종류의 암호화 알고리즘, 즉 비대칭 키 알고리즘의 거의 즉각적인 공개 개발을 자극했다.
그 이전까지는 모든 유용한 현대 암호화 알고리즘은 대칭 키 암호였는데, 여기서 동일한 암호화 키는 발신자와 수신자 모두에 의해 기본 알고리즘과 함께 사용되며, 둘 다 이를 비밀로 유지해야 했다. 제2차 세계 대전에 사용된 모든 전기 기계식 기계는 이 논리적 범주에 속했으며, 카이사르 암호와 아트바시 암호 그리고 역사상 거의 모든 암호 시스템도 마찬가지였다. 코드의 '키'는 물론 코드북이며, 마찬가지로 배포되고 비밀로 유지되어야 하므로 실제로 대부분의 동일한 문제를 공유한다.
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필연적으로, 모든 이러한 시스템의 키는 시스템을 사용하기 전에 통신 당사자들 사이에 어떤 안전한 방법으로 (보통 '보안 채널을 통해'라고 불리는 용어) 교환되어야 했다. 예를 들어 손목에 수갑을 채운 서류 가방을 가진 신뢰할 수 있는 배달원이나 대면 접촉, 또는 충성스러운 운반 비둘기 등이 있다. 이 요구 사항은 결코 사소하지 않으며, 참가자 수가 증가하거나 키 교환을 위한 보안 채널을 사용할 수 없거나, 합리적인 암호화 관행처럼 키가 자주 변경될 때 매우 빠르게 다루기 힘들어 진다. 특히, 메시지가 다른 사용자로부터 안전해야 한다면, 각 가능한 사용자 쌍에 대해 별도의 키가 필요하다. 이러한 종류의 시스템을 비밀 키 또는 대칭 키 암호 시스템이라고 한다. D-H 키 교환 (및 후속 개선 및 변형)은 이러한 시스템의 작동을 역사상 그 어느 때보다 훨씬 쉽고 안전하게 만들었다.
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반대로 비대칭 키 암호화는 수학적으로 관련된 키 쌍을 사용하며, 각 키는 다른 키를 사용하여 수행된 암호화를 해독한다. 이러한 알고리즘 중 일부 (전부는 아님)는 쌍을 이룬 키 중 하나를 시행착오 외의 알려진 방법으로는 다른 키에서 유추할 수 없다는 추가적인 속성을 가지고 있다. 이러한 종류의 알고리즘을 공개 키 또는 비대칭 키 알고리즘 시스템이라고 한다. 이러한 알고리즘을 사용하면 사용자당 하나의 키 쌍만 필요하다. 쌍의 한 키를 개인 키 (항상 비밀)로 지정하고 다른 키를 공개 키 (종종 널리 사용 가능)로 지정하면 키 교환에 보안 채널이 필요하지 않다. 개인 키가 비밀로 유지되는 한, 공개 키는 보안을 손상시키지 않고 매우 오랫동안 널리 알려질 수 있으므로 동일한 키 쌍을 무기한으로 재사용하는 것이 안전하다.