<게시판만들기>-RSA 암호화를 이용하여 로그인하기

byeol2ing 2020. 6. 28. 13:11

[RSA 암호화란?]

RSA는 두 개의 키를 사용한다. 여기서 키란 메시지를 열고 잠그는 상수(constant)를 의미한다. 일반적으로 많은 공개키 알고리즘의 공개키(public key)는 모두에게 알려져 있으며 메시지를 암호화(encrypt)하는데 쓰이며, 암호화된 메시지는 개인키(private key)를 가진 자만이 복호화(decrypt)하여 열어볼 수 있다. 하지만 RSA 공개키 알고리즘은 이러한 제약조건이 없다. 즉 개인키로 암호화하여 공개키로 복호화할 수도 있다.

공개키 알고리즘은 누구나 어떤 메시지를 암호화할 수 있지만, 그것을 해독하여 열람할 수 있는 사람은 개인키를 지닌 단 한 사람만이 존재한다는 점에서 대칭키 알고리즘과 차이를 가진다.

[구현 흐름도]

1) 서버 -> 서버측에서 RSA 공개키와 개인키(비밀키)를 생성하여, 개인키는 세션에 저장하고 공개키는 자바스크립트 로그인 폼이 있는 페이지로 출력한다.
2) 클라이언트 -> 로그인폼은 자바스크립트가 실행되지 않는 환경에서는 발행(submit)이 되면 안된다.
3) 클라이언트 -> 로그인폼에 사용자의 ID와 비밀번호를 넣고 발행을 누르면 자바스크립트가 이를 가로챈다.
1. 4) 클라이언트 -> 사용자 ID를 RSA로 암호화하여 화면에 안보이는 새로운 폼에 저장한다.
2. 5) 클라이언트 -> 비밀번호를 RSA로 암호화하여 화면에 안보이는 새로운 폼에 저장한다.
3. 6) 서버 -> 이제 화면에 안보이는 해당 폼을 서버로 발행한다.
7) 서버 -> 서버측에서 세션에 저장된 RSA개인키로 암호화된 사용자ID와 비밀번호를 복호화한다.
8) 서버 -> 데이터베이스/혹은 기타 저장소에 저장된 사용자 ID와 비밀번호가 일치하는지 확인한다.

<CryptoGenerator.java>

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package kr.or.ddit.utiles;

import java.io.UnsupportedEncodingException;

import java.security.InvalidKeyException;

import java.security.KeyFactory;

import java.security.KeyPair;

import java.security.KeyPairGenerator;

import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import java.security.PrivateKey;

import java.security.PublicKey;

import java.security.spec.InvalidKeySpecException;

import java.security.spec.RSAPublicKeySpec;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

import javax.crypto.BadPaddingException;

import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;

import javax.crypto.NoSuchPaddingException;

import javax.servlet.http.HttpSession;

public class CryptoGenerator{

// 암, 복호화 : 공개키 = 비밀키 ( 생성시 동반 생성, 1회 활용하고 폐기)

// 반환값 : 공개키 (가수부, 지수부 구분해서 맵에 저장후 반환)

// 파라메터 : 비밀키 세션 저장

public static Map<String, String> generatePairKey(HttpSession session){

//공개키 + 비밀키 생성

KeyPairGenerator keyGenerator = null;

//취득, 생성된 공개키 + 비밀키

KeyPair keyPair = null;

//공개키

PublicKey publickKey = null;

//비밀키

PrivateKey privateKey = null;

//공개키 = 가수부 + 지수부로 나누주는 역할

KeyFactory keyFactory = null;

Map<String, String> publicKeyMap = new HashMap<String, String>();

try{

//공개키와 비밀키를 생성할 수 있는 키페어 인스턴스를 얻어낸다.

keyGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); //RSA 암호 알고리즘을 사용

//공개키, 비밀키 생성시 사이즈 설정 : byte 단위 ( 반드시 짝수)

keyGenerator.initialize(2048); //반드시 짝수로 파라미터 (사이즈설정)

//생성된 공개키, 비밀키 취득

keyPair = keyGenerator.generateKeyPair();

//공개키 취득

publickKey = keyPair.getPublic();

//비밀키 취득

privateKey = keyPair.getPrivate();

//비밀키 세션에 저장

session.setAttribute("privateKey", privateKey);

//공개키(Double Type) : 가수부와 지수부로 구분해준다. => 클라이언트에 제공

keyFactory = keyFactory.getInstance("RSA");

RSAPublicKeySpec publicKeySpec = keyFactory.getKeySpec(publickKey, RSAPublicKeySpec.class);

//공개키 가수부

String publicModulus = publicKeySpec.getModulus().toString(16); //16진수로 바꾼다

//공개키 지수부

String publicExponent = publicKeySpec.getPublicExponent().toString(16); //16진수로 바꾼다

//공개키 가수부 지수부 나누어 Map에 저장

publicKeyMap.put("publicModulus", publicModulus);

publicKeyMap.put("publicExponent", publicExponent);

}catch(NoSuchAlgorithmException e){

e.printStackTrace();

}catch (InvalidKeySpecException e1) {

e1.printStackTrace();

}

return publicKeyMap;

}

//암호문을 평문으로 복호화

public static String decryptRSA(HttpSession session, String secureValue){

//평문을 반환하도록 변수 선언

String returnValue = "";

PrivateKey privateKey = (PrivateKey)session.getAttribute("privateKey");

//평문으로 바꿀때 사용

try{

Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");

cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey); //복호화 할 때 사용하는것 : Cipher.DECRYPT_MODE

//암호문은 짝수 단위로 바이너리 코드가 존재 -> 평문으로 바꾸기 위한 바이트로 바꾸어 버린다.

byte[] targetByte = hextoByteArray(secureValue);

//String으로 변경하기 전 byte

byte[] beforeString = cipher.doFinal(targetByte);

returnValue = new String(beforeString, "UTF-8"); //평문으로 바뀜

}catch(NoSuchAlgorithmException e){

e.printStackTrace();

} catch (NoSuchPaddingException e) {

e.printStackTrace();

} catch (InvalidKeyException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IllegalBlockSizeException e) {

e.printStackTrace();

} catch (BadPaddingException e) {

e.printStackTrace();

} catch (UnsupportedEncodingException e) {

e.printStackTrace();

}

return returnValue;

}

//바이너리 -> 바이트 단위로 바꾸기

private static byte[] hextoByteArray(String secureValue){

//암호문이 널이거나 짝수가 아니면 암호문이 잘못 암호화 된것이기 때문에 처리해주어야한다.

if(secureValue == null || secureValue.length() %2 !=0){

return new byte[]{};

}

byte[] bytes = new byte[secureValue.length()/2];

for(int i=0; i<secureValue.length(); i+=2){

byte value = (byte)Integer.parseInt(secureValue.substring(i, i+2), 16);

bytes[(int)Math.floor(i/2)] = value;

}

return bytes;

}

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<%@page import="kr.or.ddit.utiles.CryptoGenerator"%>

<%@page import="java.util.Map"%>

<%@ page language="JAVA" contentType="text/html; charset=UTF-8"

pageEncoding="UTF-8"%>

<%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %>

//비밀키 세션에 저장하고, 공개키 반환하는 함수 호출.

Map<String, String> publicKeyMap = CryptoGenerator.generatePairKey(session);

<c:set var="publicKeyMap" value="<%=publicKeyMap %>"></c:set>

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

<title>Insert title here</title>

</head>

<body >

<nav id="topbar" role="navigation" style="margin-bottom: 0;" data-step="3"

class="navbar navbar-default navbar-static-top">

<span class="sr-only">Toggle navigation</span>

</button>

<span class="logo-text text-yellow" style="font-size: 16px;">(재단법인)대덕인재개발원</span>

</a>

</div>

</a>

<input type="text" name="search_keyword" placeholder="검색어 입력"

class="form-control text-yellow"/>

</div>

</form>

<c:if test="${!empty LOGIN_MEMBERINFO }">

</a>

</li>

</a>

</li>

</a>

</li>

<span class="hidden-xs">${LOGIN_MEMBERINFO.mem_name }</span> <span class="caret"></span>

</a>

<li><a href="#"><i class="fa fa-user"></i>프로필관리</a></li>

<li><a href="#"><i class="fa fa-calendar"></i>스케줄관리</a></li>

</ul>

</li>

</ul>

</div>

</c:if>

<c:if test="${empty LOGIN_MEMBERINFO }">

<div class="loginForm nav navbar navbar-top-links navbar-right"

style="padding: 10px;">

<ul>

<input type="text" name="mem_id" placeholder="아이디를 입력해주세요."

class="text-yellow" />

</li>

<input type="text" name="mem_pass" placeholder="패스워드를 입력해주세요."

class="text-yellow" />

</li>

</li>

</ul>

</div>

</c:if>

</div>

</nav>

</div>

</body>

$(function(){

$('#logninBtn').click(function(){

var mem_id = $('input[name=mem_id]').val();

if(!mem_id.validationID()){

alert('아이디를 바르게 입력해주세요');

return false;

}

var mem_pass = $('input[name=mem_pass]').val();

if(!mem_pass.validationPWD()){

alert('비밀번호를 바르게 입력해주세요');

return false;

}

var modulus = '${publicKeyMap["publicModulus"]}';

var exponent = '${publicKeyMap["publicExponent"]}';

var rsaObject = new RSAKey(); //js/crypto/rsa.js

rsaObject.setPublic(modulus, exponent);

var encryptID = rsaObject.encrypt($('input[name=mem_id]').val());

var encryptPWD = rsaObject.encrypt($('input[name=mem_pass]').val());

var $frm = $('<form action="${pageContext.request.contextPath}/01/loginCheck.jsp" method="post"></form>');

var $inputID = $('<input type="hidden" value="'+ encryptID+'" name="mem_id" />');

var $inputPWD = $('<input type="hidden" value="'+ encryptPWD+'" name="mem_pass" />');

$frm.append($inputID);

$frm.append($inputPWD);

$(document.body).append($frm);

$frm.submit();

});

</script>

</html>

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<loginCheck.jsp>

<%@page import="kr.or.ddit.member.service.IMemberServiceImpl"%>

<%@page import="kr.or.ddit.member.service.IMemberService"%>

<%@page import="kr.or.ddit.vo.MemberVO"%>

<%@page import="java.net.URLEncoder"%>

<%@page import="java.util.HashMap"%>

<%@page import="java.util.Map"%>

<%@page import="kr.or.ddit.listener.SessionManager"%>

<%@page import="kr.or.ddit.utiles.CryptoGenerator"%>

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"

pageEncoding="UTF-8"%>

String mem_id = request.getParameter("mem_id");

String mem_pass = request.getParameter("mem_pass");

//평문으로 만들어주기

mem_id = CryptoGenerator.decryptRSA(session, mem_id);

mem_pass = CryptoGenerator.decryptRSA(session, mem_pass);

SessionManager.getInstance().loginDuplicationCheck(session.getId(), mem_id);

Map<String, String> params = new HashMap<String, String>();

params.put("mem_id", mem_id);

params.put("mem_pass", mem_pass);

IMemberService service = IMemberServiceImpl.getInstance();

MemberVO memberInfo = new MemberVO();

memberInfo = service.memberInfo(params);

String message = "";

if(memberInfo == null){

message = URLEncoder.encode("회원이 아닙니다","UTF-8");

}else{

session.setAttribute("LOGIN_MEMBERINFO", memberInfo);

}

response.sendRedirect(request.getContextPath()+"/01/main.jsp?message="+message);

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<logout.jsp>

<%@page import="java.net.URLEncoder"%>

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"

pageEncoding="UTF-8"%>

session.invalidate();

String message = URLEncoder.encode("로그아웃되었습니다.", "UTF-8");

response.sendRedirect(request.getContextPath() + "/01/main.jsp?message=" + message);

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<validation.js>

/**

String.prototype.validationID = function(){

return /^[a-z][0-9]{3}$/.test(this);

};

String.prototype.validationPWD = function(){

return /^[a-z0-9]{4,15}$/.test(this);

};

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crypto -> jsbn.js/prng4.js/rng.js/rsa.js

memberDAO , SERVICE 함수만들기 -> public MemberVO memberInfo(Map<String, String> params)

member.xml

SELECT *

FROM MEMBER

WHERE MEM_DELETE = 'n'

</sql>

AND MEM_ID = #mem_id#

MEM_PASS = #mem_pass#

</isNotEmpty>

</dynamic>

</select>

</sqlMap>

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