[컴퓨터 사이언스] 4. 신뢰성 있는 통신

신뢰성 있는 통신과 보안 개념 정리

1. 신뢰성 있는 통신

• A와 B 간 Byte Stream을 통한 데이터 전송.

• TCP (Transmission Control Protocol) 사용하여 신뢰성을 보장.

• 3-way handshake(3단계 핸드셰이크) 과정으로 연결 확립:
1. 클라이언트(A) → 서버(B) : SYN 요청
2. 서버(B) → 클라이언트(A) : SYN-ACK 응답
3. 클라이언트(A) → 서버(B) : ACK 전송 후 연결 확립

2. 신뢰성 있는 통신의 특징

1. 순서 보장 (Ordered Delivery)
• 패킷이 전송된 순서대로 도착하도록 순서 번호(Sequence Number) 사용.

2. 데이터 손실 방지 (Reliability)
• 수신 확인 응답(ACK, Acknowledgment) 메커니즘 사용.
• 손실된 패킷이 감지되면 재전송 요청(Retransmission).

3. 오류 검출 및 복구 (Error Detection & Correction)
• 데이터가 손상되었는지 확인하는 체크섬(Checksum) 사용.
• 오류 발생 시 재전송을 요청하여 데이터의 무결성 보장.

4. 흐름 제어 (Flow Control)
• 송신자가 너무 많은 데이터를 한 번에 보내는 것을 방지.
• 윈도우 크기(Window Size) 조정을 통해 수신자의 처리 속도에 맞춤.

5. 혼잡 제어 (Congestion Control)
• 네트워크 과부하를 방지하기 위해 송신 속도를 조절.
• TCP 슬라이딩 윈도우(Sliding Window) 방식 사용.

3. 보안의 3요소 (CIA)

• Confidentiality (기밀성): 데이터가 인가된 사용자만 접근 가능해야 함.

• Integrity (무결성): 데이터가 변조되지 않고 원래 상태를 유지해야 함.

• Availability (가용성): 필요한 순간에 데이터를 사용할 수 있어야 함.

4. 보안 위협 및 해결 방법

5. 보안 해결 방법

(1) 암호화 기법

• 공개키 암호화 (Public Key Cryptography)
• RSA 알고리즘 사용.
• A가 B에게 데이터를 보낼 때:
1. B의 공개키(Public Key) 로 데이터를 암호화하여 전송.
2. B는 자신의 개인키(Private Key) 로 복호화하여 데이터를 확인.

(2) 데이터 무결성 보장

• 메시지 다이제스트 (Message Digest): 해시 함수(SHA-256 등)로 데이터 변조 감지.

• 디지털 서명 (Digital Signature): 전송된 데이터가 변조되지 않았음을 증명.

6. 신뢰성 있는 통신 환경에서 계좌이체 예제

• A가 B에게 800원을 전송한다고 가정.
• A 계좌: 500 → 잔액 부족 (오류 발생)
• B 계좌: 2000 → 변경 불가 (트랜잭션 롤백)

트랜잭션 처리 (Transaction Processing)

• 원자성 (Atomicity): 하나의 작업 단위가 완벽하게 실행되거나, 실패 시 전부 롤백.

• 일관성 (Consistency): 데이터베이스의 일관성을 유지.

• 격리성 (Isolation): 여러 트랜잭션이 독립적으로 수행.

• 지속성 (Durability): 트랜잭션이 완료되면 결과가 저장됨.

트랜잭션 처리 방식

1. A의 계좌에서 800원 인출 요청.

2. A 계좌의 잔액이 부족하면 거래 취소(rollback).

3. 잔액이 충분하면 B의 계좌에 800원 입금 후 거래 확정(commit).