MAC 디지털 서명 생성 및 검증

이 주제에서는 MAC 키를 기반으로 한 디지털 서명 생성 및 검증을 설명합니다.

제작자와 확인자가 모두 공유하는 단일 키는 입력 데이터로 MAC 태그를 계산하는 데 사용됩니다. MAC 태그는 디지털 서명 역할을 합니다. 확인자는 메시지 및 연결된 MAC 태그를 수신하면 메시지 콘텐츠로 자체 태그를 생성합니다. 그런 다음 확인자는 수신된 태그와 생성된 태그를 비교하여 일치 여부를 확인할 수 있습니다. 두 태그가 일치하면 확인자는 수신된 메시지와 생성자가 서명한 메시지가 서로 동일함을 인식합니다.

시작하기 전에

• MAC 디지털 서명을 만들 때는 키 용도가 MAC인 키를 사용해야 합니다. 키를 만들 때는 MAC을 사용합니다.

• 서명하려는 파일이 파일 크기 한도 이내인지 확인하세요. Cloud HSM 키를 사용하여 MAC 서명을 만들거나 확인하는 경우 최대 파일 크기는 16KiB입니다. 다른 모든 키의 경우 최대 파일 크기는 64KiB입니다.

필요한 역할

서명을 만들고 확인하는 데 필요한 권한을 얻으려면 관리자에게 키에 대한 다음 IAM 역할을 부여해 달라고 요청하세요.

• 서명 만들기: Cloud KMS CryptoKey 서명자(roles/cloudkms.signer)
• 서명 확인: Cloud KMS CryptoKey 확인자(roles/cloudkms.verifier)
• 서명 만들기 및 확인: Cloud KMS CryptoKey 서명자/확인자(roles/cloudkms.signerVerifier)

역할 부여에 대한 자세한 내용은 액세스 관리를 참조하세요.

커스텀 역할이나 다른 사전 정의된 역할을 통해 필요한 권한을 얻을 수도 있습니다.

참고: 서명 또는 확인을 위해 서비스 계정을 사용하려는 경우 필요한 역할을 서비스 계정에 부여합니다.

MAC 서명 만들기

gcloud

명령줄에서 Cloud KMS를 사용하려면 먼저 최신 버전의 Google Cloud CLI로 설치 또는 업그레이드하세요.

gcloud kms mac-sign \
    --version KEY_VERSION \
    --key KEY_NAME \
    --keyring KEY_RING \
    --location LOCATION \
    --input-file INPUT_FILE_PATH \
    --signature-file SIGNED_FILE_PATH

다음을 바꿉니다.

• KEY_VERSION: 키 버전 번호입니다.
• KEY_NAME: 키의 이름입니다.
• KEY_RING: 키가 포함된 키링의 이름입니다.
• LOCATION: 키링의 Cloud KMS 위치입니다.
• INPUT_FILE_PATH: 서명할 파일의 로컬 경로입니다.
• SIGNED_FILE_PATH: 생성된 서명을 저장할 로컬 경로입니다.

모든 플래그 및 가능한 값에 대한 정보를 보려면 --help 플래그와 함께 명령어를 실행하세요.

C#

이 코드를 실행하려면 먼저 C# 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS C# SDK를 설치합니다.

using Google.Cloud.Kms.V1;
using Google.Protobuf;

public class SignMacSample
{
    public byte[] SignMac(
      string projectId = "my-project", string locationId = "us-east1", string keyRingId = "my-key-ring", string keyId = "my-key", string keyVersionId = "123",
      string data = "Sample data")
    {
        // Create the client.
        KeyManagementServiceClient client = KeyManagementServiceClient.Create();

        // Build the key version name.
        CryptoKeyVersionName keyVersionName = new CryptoKeyVersionName(projectId, locationId, keyRingId, keyId, keyVersionId);

        // Convert the data into a ByteString.
        ByteString dataByteString = ByteString.CopyFromUtf8(data);

        // Call the API.
        MacSignResponse result = client.MacSign(keyVersionName, dataByteString);

        // The data comes back as raw bytes, which may include non-printable
        // characters. To print the result, you could encode it as base64.
        // string encodedSignature = result.Mac.ToBase64();

        // Get the signature.
        byte[] signature = result.Mac.ToByteArray();

        // Return the result.
        return signature;
    }
}

Go

이 코드를 실행하려면 먼저 Go 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS Go SDK를 설치합니다.

import (
	"context"
	"encoding/base64"
	"fmt"
	"io"

	kms "cloud.google.com/go/kms/apiv1"
	"cloud.google.com/go/kms/apiv1/kmspb"
)

// signMac will sign a plaintext message using the HMAC algorithm.
func signMac(w io.Writer, name string, data string) error {
	// name := "projects/my-project/locations/us-east1/keyRings/my-key-ring/cryptoKeys/my-key/cryptoKeyVersions/123"
	// data := "my data to sign"

	// Create the client.
	ctx := context.Background()
	client, err := kms.NewKeyManagementClient(ctx)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to create kms client: %w", err)
	}
	defer client.Close()

	// Build the request.
	req := &kmspb.MacSignRequest{
		Name: name,
		Data: []byte(data),
	}

	// Generate HMAC of data.
	result, err := client.MacSign(ctx, req)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to hmac sign: %w", err)
	}

	// The data comes back as raw bytes, which may include non-printable
	// characters. This base64-encodes the result so it can be printed below.
	encodedSignature := base64.StdEncoding.EncodeToString(result.Mac)

	fmt.Fprintf(w, "Signature: %s", encodedSignature)
	return nil
}

Java

이 코드를 실행하려면 먼저 자바 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS 자바 SDK를 설치합니다.

import com.google.cloud.kms.v1.CryptoKeyVersionName;
import com.google.cloud.kms.v1.KeyManagementServiceClient;
import com.google.cloud.kms.v1.MacSignResponse;
import com.google.protobuf.ByteString;
import java.io.IOException;
import java.util.Base64;

public class SignMac {

  public void signMac() throws IOException {
    // TODO(developer): Replace these variables before running the sample.
    String projectId = "your-project-id";
    String locationId = "us-east1";
    String keyRingId = "my-key-ring";
    String keyId = "my-key";
    String keyVersionId = "123";
    String data = "Data to sign";
    signMac(projectId, locationId, keyRingId, keyId, keyVersionId, data);
  }

  // Sign data with a given mac key.
  public void signMac(
      String projectId,
      String locationId,
      String keyRingId,
      String keyId,
      String keyVersionId,
      String data)
      throws IOException {
    // Initialize client that will be used to send requests. This client only
    // needs to be created once, and can be reused for multiple requests. After
    // completing all of your requests, call the "close" method on the client to
    // safely clean up any remaining background resources.
    try (KeyManagementServiceClient client = KeyManagementServiceClient.create()) {
      // Build the key version name from the project, location, key ring, key,
      // and key version.
      CryptoKeyVersionName keyVersionName =
          CryptoKeyVersionName.of(projectId, locationId, keyRingId, keyId, keyVersionId);

      // Generate an HMAC of the data.
      MacSignResponse response = client.macSign(keyVersionName, ByteString.copyFromUtf8(data));

      // The data comes back as raw bytes, which may include non-printable
      // characters. This base64-encodes the result so it can be printed below.
      String encodedSignature = Base64.getEncoder().encodeToString(response.getMac().toByteArray());
      System.out.printf("Signature: %s%n", encodedSignature);
    }
  }
}

Node.js

이 코드를 실행하려면 먼저 Node.js 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS Node.js SDK를 설치합니다.

//
// TODO(developer): Uncomment these variables before running the sample.
//
// const projectId = 'your-project-id';
// const locationId = 'us-east1';
// const keyRingId = 'my-key-ring';
// const keyId = 'my-key';
// const versionId = '123';
// const data = Buffer.from('...');

// Imports the Cloud KMS library
const {KeyManagementServiceClient} = require('@google-cloud/kms');

// Instantiates a client
const client = new KeyManagementServiceClient();

// Build the version name
const versionName = client.cryptoKeyVersionPath(
  projectId,
  locationId,
  keyRingId,
  keyId,
  versionId
);

async function signMac() {
  // Sign the data with Cloud KMS
  const [signResponse] = await client.macSign({
    name: versionName,
    data: data,
  });

  // Example of how to display signature. Because the signature is in a binary
  // format, you need to encode the output before printing it to a console or
  // displaying it on a screen.
  const encoded = signResponse.mac.toString('base64');
  console.log(`Signature: ${encoded}`);

  return signResponse;
}

return signMac();

Python

이 코드를 실행하려면 먼저 Python 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS Python SDK를 설치합니다.

from google.cloud import kms

def sign_mac(
    project_id: str,
    location_id: str,
    key_ring_id: str,
    key_id: str,
    version_id: str,
    data: str,
) -> kms.MacSignResponse:
    """
    Sign a message using the private key part of an asymmetric key.

    Args:
        project_id (string): Google Cloud project ID (e.g. 'my-project').
        location_id (string): Cloud KMS location (e.g. 'us-east1').
        key_ring_id (string): ID of the Cloud KMS key ring (e.g. 'my-key-ring').
        key_id (string): ID of the key to use (e.g. 'my-key').
        version_id (string): Version to use (e.g. '1').
        data (string): Data to sign.

    Returns:
        MacSignResponse: Signature.
    """

    # Import base64 for printing the ciphertext.
    import base64

    # Create the client.
    client = kms.KeyManagementServiceClient()

    # Build the key version name.
    key_version_name = client.crypto_key_version_path(
        project_id, location_id, key_ring_id, key_id, version_id
    )

    # Convert the message to bytes.
    data_bytes = data.encode("utf-8")

    # Call the API
    sign_response = client.mac_sign(
        request={"name": key_version_name, "data": data_bytes}
    )

    print(f"Signature: {base64.b64encode(sign_response.mac)!r}")
    return sign_response

Ruby

이 코드를 실행하려면 먼저 Ruby 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS Ruby SDK를 설치합니다.

# TODO(developer): uncomment these values before running the sample.
# project_id  = "my-project"
# location_id = "us-east1"
# key_ring_id = "my-key-ring"
# key_id      = "my-key"
# version_id  = "123"
# data        = "my data"

# Require the library.
require "google/cloud/kms"

# Require digest.
require "digest"

# Create the client.
client = Google::Cloud::Kms.key_management_service

# Build the key version name.
key_version_name = client.crypto_key_version_path project:            project_id,
                                                  location:           location_id,
                                                  key_ring:           key_ring_id,
                                                  crypto_key:         key_id,
                                                  crypto_key_version: version_id

# Call the API.
sign_response = client.mac_sign name: key_version_name, data: data

# The data comes back as raw bytes, which may include non-printable
# characters. This base64-encodes the result so it can be printed below.
encoded_signature = Base64.strict_encode64 sign_response.mac

puts "Signature: #{encoded_signature}"

API

이 예시에서는 curl을 HTTP 클라이언트로 사용하여 API 사용을 보여줍니다. 액세스 제어에 대한 자세한 내용은 Cloud KMS API 액세스를 참조하세요.

CryptoKeyVersions.macSign 메서드를 사용하여 서명을 수행합니다. 이 메서드의 응답에는 base64 인코딩 서명이 포함됩니다.

팁: Linux 또는 macOS에서 base64 명령어를 사용하거나 Windows에서 Base64.exe 명령어를 사용하여 데이터를 base64로 인코딩 또는 디코딩할 수 있습니다. 프로그래밍 및 스크립팅 언어에는 일반적으로 base64 인코딩을 위한 라이브러리가 포함되어 있습니다. Cloud Vision API 문서의 Base64 인코딩에서 명령줄 예시를 참조하세요.

MAC 서명 확인

gcloud

명령줄에서 Cloud KMS를 사용하려면 먼저 최신 버전의 Google Cloud CLI로 설치 또는 업그레이드하세요.

gcloud kms mac-verify \
    --version KEY_VERSION \
    --key KEY_NAME \
    --keyring KEY_RING \
    --location LOCATION \
    --input-file INPUT_FILE_PATH \
    --signature-file SIGNED_FILE_PATH

• KEY_VERSION: 키 버전 번호입니다.
• KEY_NAME: 키의 이름입니다.
• KEY_RING: 키가 포함된 키링의 이름입니다.
• LOCATION: 키링의 Cloud KMS 위치입니다.
• INPUT_FILE_PATH: 서명된 파일의 로컬 경로입니다.
• SIGNED_FILE_PATH: 확인할 서명 파일의 로컬 경로입니다.

모든 플래그 및 가능한 값에 대한 정보를 보려면 --help 플래그와 함께 명령어를 실행하세요.

C#

이 코드를 실행하려면 먼저 C# 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS C# SDK를 설치합니다.

using Google.Cloud.Kms.V1;
using Google.Protobuf;

public class VerifyMacSample
{
    public bool VerifyMac(
      string projectId = "my-project", string locationId = "us-east1", string keyRingId = "my-key-ring", string keyId = "my-key", string keyVersionId = "123",
      string data = "my data",
      byte[] signature = null)
    {
        // Build the key version name.
        CryptoKeyVersionName keyVersionName = new CryptoKeyVersionName(projectId, locationId, keyRingId, keyId, keyVersionId);

        // Create the client.
        KeyManagementServiceClient client = KeyManagementServiceClient.Create();

        // Convert the data and signatures into ByteStrings.
        ByteString dataByteString = ByteString.CopyFromUtf8(data);
        ByteString signatureByteString = ByteString.CopyFrom(signature);

        // Verify the signature.
        MacVerifyResponse result = client.MacVerify(keyVersionName, dataByteString, signatureByteString);

        // Return the result.
        return result.Success;
    }
}

Go

이 코드를 실행하려면 먼저 Go 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS Go SDK를 설치합니다.

import (
	"context"
	"fmt"
	"io"

	kms "cloud.google.com/go/kms/apiv1"
	"cloud.google.com/go/kms/apiv1/kmspb"
)

// verifyMac will verify a previous HMAC signature.
func verifyMac(w io.Writer, name string, data, signature []byte) error {
	// name := "projects/my-project/locations/us-east1/keyRings/my-key-ring/cryptoKeys/my-key/cryptoKeyVersions/123"
	// data := "my previous data"
	// signature := []byte("...")  // Response from a sign request

	// Create the client.
	ctx := context.Background()
	client, err := kms.NewKeyManagementClient(ctx)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to create kms client: %w", err)
	}
	defer client.Close()

	// Build the request.
	req := &kmspb.MacVerifyRequest{
		Name: name,
		Data: data,
		Mac:  signature,
	}

	// Verify the signature.
	result, err := client.MacVerify(ctx, req)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to verify signature: %w", err)
	}

	fmt.Fprintf(w, "Verified: %t", result.Success)
	return nil
}

Java

이 코드를 실행하려면 먼저 자바 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS 자바 SDK를 설치합니다.

import com.google.cloud.kms.v1.CryptoKeyVersionName;
import com.google.cloud.kms.v1.KeyManagementServiceClient;
import com.google.cloud.kms.v1.MacVerifyResponse;
import com.google.protobuf.ByteString;
import java.io.IOException;

public class VerifyMac {

  public void verifyMac() throws IOException {
    // TODO(developer): Replace these variables before running the sample.
    String projectId = "your-project-id";
    String locationId = "us-east1";
    String keyRingId = "my-key-ring";
    String keyId = "my-key";
    String keyVersionId = "123";
    String data = "Data to sign";
    byte[] signature = null;
    verifyMac(projectId, locationId, keyRingId, keyId, keyVersionId, data, signature);
  }

  // Sign data with a given mac key.
  public void verifyMac(
      String projectId,
      String locationId,
      String keyRingId,
      String keyId,
      String keyVersionId,
      String data,
      byte[] signature)
      throws IOException {
    // Initialize client that will be used to send requests. This client only
    // needs to be created once, and can be reused for multiple requests. After
    // completing all of your requests, call the "close" method on the client to
    // safely clean up any remaining background resources.
    try (KeyManagementServiceClient client = KeyManagementServiceClient.create()) {
      // Build the key version name from the project, location, key ring, key,
      // and key version.
      CryptoKeyVersionName keyVersionName =
          CryptoKeyVersionName.of(projectId, locationId, keyRingId, keyId, keyVersionId);

      // Verify the signature
      MacVerifyResponse response =
          client.macVerify(
              keyVersionName, ByteString.copyFromUtf8(data), ByteString.copyFrom(signature));

      // The data comes back as raw bytes, which may include non-printable
      // characters. This base64-encodes the result so it can be printed below.
      System.out.printf("Success: %s%n", response.getSuccess());
    }
  }
}

Node.js

이 코드를 실행하려면 먼저 Node.js 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS Node.js SDK를 설치합니다.

//
// TODO(developer): Uncomment these variables before running the sample.
//
// const projectId = 'your-project-id';
// const locationId = 'us-east1';
// const keyRingId = 'my-key-ring';
// const keyId = 'my-key';
// const versionId = '123';
// const data = Buffer.from('...');
// const signature = Buffer.from('...');

// Imports the Cloud KMS library
const {KeyManagementServiceClient} = require('@google-cloud/kms');

// Instantiates a client
const client = new KeyManagementServiceClient();

// Build the version name
const versionName = client.cryptoKeyVersionPath(
  projectId,
  locationId,
  keyRingId,
  keyId,
  versionId
);

async function verifyMac() {
  // Verify the data with Cloud KMS
  const [verifyResponse] = await client.macVerify({
    name: versionName,
    data: data,
    mac: signature,
  });

  console.log(`Verified: ${verifyResponse.success}`);
  return verifyResponse;
}

return verifyMac();

Python

이 코드를 실행하려면 먼저 Python 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS Python SDK를 설치합니다.

from google.cloud import kms

def verify_mac(
    project_id: str,
    location_id: str,
    key_ring_id: str,
    key_id: str,
    version_id: str,
    data: str,
    signature: bytes,
) -> kms.MacVerifyResponse:
    """
    Verify the signature of data from an HMAC key.

    Args:
        project_id (string): Google Cloud project ID (e.g. 'my-project').
        location_id (string): Cloud KMS location (e.g. 'us-east1').
        key_ring_id (string): ID of the Cloud KMS key ring (e.g. 'my-key-ring').
        key_id (string): ID of the key to use (e.g. 'my-key').
        version_id (string): Version to use (e.g. '1').
        data (string): Data that was signed.
        signature (bytes): Signature bytes.

    Returns:
        MacVerifyResponse: Success.
    """

    # Create the client.
    client = kms.KeyManagementServiceClient()

    # Build the key version name.
    key_version_name = client.crypto_key_version_path(
        project_id, location_id, key_ring_id, key_id, version_id
    )

    # Convert the message to bytes.
    data_bytes = data.encode("utf-8")

    # Call the API
    verify_response = client.mac_verify(
        request={"name": key_version_name, "data": data_bytes, "mac": signature}
    )

    print(f"Verified: {verify_response.success}")
    return verify_response

Ruby

이 코드를 실행하려면 먼저 Ruby 개발 환경을 설정하고 Cloud KMS Ruby SDK를 설치합니다.

# TODO(developer): uncomment these values before running the sample.
# project_id  = "my-project"
# location_id = "us-east1"
# key_ring_id = "my-key-ring"
# key_id      = "my-key"
# version_id  = "123"
# data        = "my data"
# signature   = "..."

# Require the library.
require "google/cloud/kms"

# Require digest.
require "digest"

# Create the client.
client = Google::Cloud::Kms.key_management_service

# Build the key version name.
key_version_name = client.crypto_key_version_path project:            project_id,
                                                  location:           location_id,
                                                  key_ring:           key_ring_id,
                                                  crypto_key:         key_id,
                                                  crypto_key_version: version_id

# Call the API.
verify_response = client.mac_verify name: key_version_name, data: data, mac: signature
puts "Verified: #{verify_response.success}"

API

이 예시에서는 curl을 HTTP 클라이언트로 사용하여 API 사용을 보여줍니다. 액세스 제어에 대한 자세한 내용은 Cloud KMS API 액세스를 참조하세요.

CryptoKeyVersions.macVerify 메서드를 사용하여 검증합니다. 검증할 서명은 base64로 인코딩되어야 합니다. 이 메서드의 응답에는 서명이 성공적으로 검증되었는지 여부를 나타내는 부울이 포함됩니다.

팁: Linux 또는 macOS에서 base64 명령어를 사용하거나 Windows에서 Base64.exe 명령어를 사용하여 데이터를 base64로 인코딩 또는 디코딩할 수 있습니다. 프로그래밍 및 스크립팅 언어에는 일반적으로 base64 인코딩을 위한 라이브러리가 포함되어 있습니다. Cloud Vision API 문서의 Base64 인코딩에서 명령줄 예시를 참조하세요.