윱

문제설명

주민번호는 다음과 같이 구성된다.

XXXXXX-XXXXXXX

앞의 6자리는 생년월일(yymmdd)이고 뒤 7자리는 성별, 지역, 오류검출코드이다.
주민번호를 입력받아 형태를 바꿔 출력해보자.

입력

주민번호 앞 6자리와 뒷 7자리가 '-'로 구분되어 입력된다.
(입력값은 가상의 주민번호이다.)
ex)110011-0000000

출력

'-'를 제외한 주민번호 13자리를 모두 붙여 출력한다.

입력예시
000907-1121112

출력예시
0009071121112

문제 풀이

#include <stdio.h>

int main(){
    int a,b;
    scanf("%d-%d",&a,&b);
    printf("%06d%07d",a,b);
    
    return 0;
}

문제설명

년, 월, 일을 입력받아 지정된 형식으로 출력하는 연습을 해보자.

입력 예시
2013.8.5


출력예시
2013.08.05

문제 풀이

#include <stdio.h>

int main(){
    int y,m,d;
    scanf("%d.%d.%d",&y,&m,&d);
    printf("%04d.%02d.%02d",y,m,d);
    
    return 0;
}

정보보안기초

정의

<보안 VS. 보호>

• 보안 = method
• 보호 = purpose

<사이버보안과 정보보안>

• 사이버보안: 컴퓨터, 네트워크, 소프트웨어, 프로그램, 데이터 등을 악의적인 행위로부터 보호하는 방식이나 행위
• 정보보안: 정보의 수집, 가공, 저장, 검색, 송신, 수신 등 정보가 연관되는 과정에서 기밀성, 무결성, 가용성 등을 보존하기 위해 행해지는 관리적, 기술적 방법

CIA Triad

기본 보안 지식

<용어>

• 취약점(Vulnerability): 시스템 보안 측면에서 악용 가능한 결함/약점
• 위험: 특정 위협이 취약점을 이용하여 공격할 수 있는 잠재력
  • 발생가능성 + 영향
• 위협: 공격자가 취약점을 악용하여 해를 끼칠 수 있는 잠재적 위험
• 공격: 취약점이 악용되어 실행되는 것
• 자산

<보안 공격의 구분 (적극적 vs. 소극적)>

• 적극적 공격 (능동형)
  • 시스템의 자원을 바꾸거나 영향을 미침
  • 수동형에 비해 큰 피해 & 쉬운 탐지
  • 악성파일 심기, 데이터 변경, 네트워크 방해, 서비스 거부
• 소극적 공격 (수동형)
  • 시스템 자원에 영향 X, 시스템 정보를 알아내거나 이용
  • 작은 피해 → 탐지 어려움
  • 도청, 트래픽 분석

<보안을 배우기 위해 필요한 지식>

• 운영체제 (Operating System, OS)
  
  • 프로그램을 실행하는 데 있어 가장 기본이 되는 소프트웨어
  • MacOS, Window, Linux, Android, IOS 등
  • 서버 동작에도 사용 → 서버 보안 취약점 보완을 위해서는 Linux/Unix에 대한 지식 필요
• 서버 (소프트웨어적인 의미)
  • 서비스를 수행(제공)하는 프로그램 또는 시스템
  • 공격대상이 되는 서버가 어떤 서비스를 제공하고 어떤 방식에 의해 동작되는지 파악 필요
• 프로그래밍
• 네트워크
  • 기업 외부에서 공격할 때는 주로 네트워크를 이용하여 공격
• 기타: 보안 거버넌스 

네트워크

네트워크 구성요소

<네트워크 주소체계>

• 컴퓨터 네트워크: 분산된 컴퓨터를 통신망으로 연결한 것
  • 인터넷, 와이파이, 블루투스, 클라우드, 네트워크
• MAC 주소: 네트워크 장비의 하드웨어 주소, 데이터 링크 계층 통신을 위해 부여된 네트워크 인터페이스 고유 식별자
• IP 주소: 인터넷상의 통신을 위해 각 컴퓨터와 통신 장비에 부여하는 고유한 주소, 장치들이 서로를 인식하고 통신하기 위해서 사용하는 특수한 번호

→ MAC 주소는 주민등록번호이고, IP 주소는 집주소이다.

• 포트: 한 대의 컴퓨터 내 동작하는 여러 프로그램들을 구분하기 위해 부여하는 주소

<물리적 구성요소>

• 네트워크 장비를 중심으로 여러 호스트에게 유무선의 방식으로 데이터를 전송한다.
• 호스트(단말기) = 핸드폰, 컴퓨터
  • 실제 네트워크를 사용하는 주체
• 네트워크 장비 = 다른 네트워크를 연결해주는 역할
  • 라우터(Router): 논리적으로 분리된 둘 이상의 네트워크를 연결하고 로컬 네트워크에서 브로드캐스트를 차단해 네트워크를 분리하는 장비
  • 게이트웨이(Gateway): 장비가 아닌 통로, 출입구의 개념적 의미
• 전송매체
  • 유선
  • 무선

+ 네트워크 토폴로지

네트워크 프로토콜

• 프로토콜: 네트워크를 통해 데이터를 주고받는 과정에 대한 약속
  
  • 각 계층별로 동작하는 다수의 프로토콜이 정의된다.(ex. HTTP, TCP, IP)
• 데이터를 보낼 때 필요한 4가지
  1. Source(송신 측)는 통신 경로를 활성화하거나 destination(대상)에 알려야 하고
  2. Source는 destination이 데이터를 받을 준비가 되었는지 확인해야 함
  3. Source는 파일 전송 시 destination의 파일 관리 프로그램이 파일을 수락하고 저장할 준비가 되었는지 확인해야 함
  4. 만약 상호 시스템 간의 data format이 다를 때 format을 변환할 수 있어야 함

→ 이러한 조건이 있기에 통신 규약(protocol)이 필요한 것!

• 각 계층마다 데이터의 특징과 수행하는 역할이 다르다.

→ 통신 프로토콜을 여러 단계로 나누어 (Layered Structure로 만들어) 해결

• 또한 이 프로토콜을 통해 상대의 동일한 계층끼리만(Peer Layer) 통신을 하는데, Peer Layer가 아닌 경우 통신을 주고받지 않는다.

▶ 각 계층마다 패킷에 추가적으로 헤더를 붙이는 방식으로 이루어진다.

네트워크 계층

<OSI 7 Layer>

• Open Systems interconnection Reference Model
• 네트워크의 동작 과정을 설명하는 가장 대표적인 모델
• 국제 표준확 기구(ISO)에서 1983년에 제정
• 복잡한 통신과정을 계층적으로 나누고, 계층별로 독립적으로 동작
• 실제 구현된 시스템이 아니라 일종의 개념적인 모델

7 계층: 응용 계층(Application Layer)

• 사용자에게 인터페이스(UI: User Interface)를 제공하는 계층
• 네트워크 활동들에 대한 모든 기본적인 인터페이스 제공
• 코드형태가 아닌 웹페이지에서 볼 수 있는 글, 그림, 동영상 등의 사용자게 보게 되는 화면

6 계층: 표현 계층(Presentation Layer)

• 입력 또는 출력되는 데이터를 하나의 표현 형태로 변환하는 계층(인코딩, 디코딩)
• 안전하게 데이터를 사용하기 위한 암호화/복호화

5 계층: 세션 계층(Session Layer)

• 응용 간의 질서 제어
• 모든 통신 장비를 연결, 관리, 종료

4 계층: 전송 계층(Transport Layer)

• 양 끝단의 사용자가 신뢰성 있는 데이터를 주고받게 하는 계층
• 데이터 전송 시 보안과 관련된 계층
• TCP & UDP / 방화벽, 프록시

3 계층: 네트워크 계층(Network Layer)

• 데이터가 여러 개의 노드를 거치는 과정에서 경로를 찾아주는 역할 (라우팅)을 하는 계층
• IP 프로토콜 / 라우터

2 계층: 데이터 링크 계층(Data Link layer)

• 직접(물리적으로) 연결된 단말 사이 신뢰성 있는 전송을 보장하는 계층
• MAC 주소 / 브릿지, 스위치

1 계층: 물리 계층(Physical Layer)

• 단말과 단말 간 실제 물리적으로 연결

<TCP 데이터 송수신>

• 시작과정: 3-way handshake
• SYN (Synchronize): 동기화하도록 요청
  • 연결 요청을 하는 패킷
• ACK (Acknowledge) : 수락
  • 도착 여부를 확인하기 위해 사용되는 패킷

▶ 송신자와 수신자의 컴퓨터 모두 패킷을 받으면 이를 받았다고 알려주는 응답 패킷을 보내야 한다.

따라서 송신자가 요청 패킷인 SYN을 보내면, 수신자는 이에 대한 수락 패킷인 ACK과 수신자의 요청이 담긴 SYN 패킷을 함께 보낸다.

이를 받은 송신자는 수신자가 보낸 SYN 패킷에 대한 응답인 ACK 패킷을 수신자에게 보냄으로써 데이터 송수신의 시작이 완료된다.

<TCP & UDP>

<TCP/IP 모델>

• 인터넷에 사용되는 실제 통신 모델
• OSI 7 계층은 단계가 너무 많고 복잡 → 돈과 시간이 많이 소요됨
• 이에 대한 대안으로 나온 것이 TCP/IP
• OSI에 비해 계층별 역할이 엄격하게 나뉘어 있지 않다.

네트워크 보안

네트워크 공격

Sniffing

• 스니핑: 킁킁거리다, 엿듣기
• 네트워크 보안에서는 도청의 의미로 사용
• 송신자와 수신자가 주고받는 데이터, 네트워크 트래픽을 중간에서 도청

Snooping

• 스누핑: 기웃거리다, 염탐하다
• 네트워크 상 주요 정보 염탐 + 획득
• 패킷을 염탐만 하는 스니핑보다 좀 더 발전된 형태의 공격

Spoofing

• 스푸핑: 위장하다, 패러디하다, 주소를 도용하다
• 시스템의 권한을 획득하여 정보를 탈취하는 행위
• 염탐하는 것을 넘어 수신자에게 전송되어야 할 데이터를 탈취하거나 악의적인 데이터를 전송한다.
• 세 공격 중 가장 적극적인 공격

Denial of Service (DOS, 서비스 거부 공격)

• 서비스가 정상적으로 제공되지 못하도록 방해하는 공격
  • 대규모 가짜 요청을 만들어서 공격대상자의 시스템에 과부하 일으킴
• 공격 목적: 가용성(Availability)을 떨어뜨리는 것
• 공격기법:
  • 대역폭 소진 공격 → 주파수가 소진되면 서비스 지원 불가
  • 서버 마비 공격 → 웹 서버 타깃

대역폭 소진 공격: TCP Flooding

• TCP의 3-way handshake 악용
• 세 번째 단계인 ACK 패킷 안 보냄 → 수신자는 송신자가 ACK 패킷을 보낼 때까지 계속 기다림 → 웹서버의 네트워크 대역폭을 낭비해서 일반 사용자들이 아예 웹서버로 접속 못하게 함

Distributed Denial of Service (DDoS)

• 다수의 컴퓨터를 일제히 동작시켜 특정 시스템을 공격하여 네트워크 성능저하나 시스템 마비 발생시킴
• DoS는 시스템 대 시스템 공격  → 추적 용이
• DDoS는 여러 개의 시스템이 하나의 시스템을 공격  → 공격자 특정 어려움, 더 효율적
• https://www.netscout.com/ddos-attack-map

• 4가지 구성 요소: 공격자, 공격 대상자, 에이전트, 마스터
  • 공격자: 마스터와 에이전트를 통해 공격을 수행하기 때문에 진짜 공격자의 구체적인 발원지를 찾는 것은 거의 불가능
  • 마스터: 중간 증폭기 역할, 에이전트에게 공격자의 명령 전달
  • 에이전트: 실제 공격을 행하는 주체, 보통 자기가 이용되는지도 모른다.

네트워크 보안

네트워크 포랜식

• 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 수집, 분석, 복원 및 해석 등을 통해 네트워크 상에서 발생하는 보안 사고나 범죄를 조사하는 기술.
• 수행과정: 데이터 수집 → 분석  → 복원   →  해석

Wireshark

• 세계에서 가장 널리 쓰이는 네트워크 분석 오픈소스 프로그램
• 사용처
  • 모의해킹 - 취약점 분석
  • 악성코드 분석
  • 침해사고 분석/포렌식 분석(네트워크 포렌식) 등

https://www.wireshark.org/download.html

▶ 수집된 패킷들을 더블클릭해서 자세하게 보면 프레임 정보와 이더넷 정보, IPv4, TCP정보를 확인할 수 있다.

출처

보안의 3요소

Credibility (기밀성)

• 유출되지 않아야 한다, 프라이버시
• 특정 데이터가 허가받지 않거나 인증되지 않은 사용자에게 노출되지 않게 하는 것
• 기밀성 해치는 공격: 도청, 사회공학, 스니핑, 스누핑, Traffic Analysis
• 기밀성 보존 방법: Identification(식별), 인증, 권한부여, 암호화 등

Integrity (무결성)

• 정보가 변질되지 않아야 한다.
• 데이터가 악의적인 사용자에 의해 파괴되거나, 변하면 안 된다.
• 무결성 해치는 공격: 위조(Forgery), 부인(Repudiation)
• 무결성 보존 방법: 접근제어, 매시지(데이터) 인증 등

Availability (가용성)

• 인증받은 사용자는 시스템이나 데이터를 사용할 수 있어야 한다.
• 가용성을 해치는 공격: 서비스거부공격(DoS, Denial of Service), 분산서비스거부공격(DDoS, Distributed DoS)
• 가용성 보존 방법: 백업 솔루션 사용, 침입 탐지 시스템 운용 등

Authentication (인증)

• 정보가 사실이고, 검증되고, 신뢰할 수 있어야 한다.
• 1) 전송 과정 2) 메시지 3) 메시지 전송자 모두가 검증되어야 한다.
• 인증성을 해치는 공격: 메시지 변조, 중간자 공격(Man in the Middle Attack)
• 인증성 보존 방법: 메시지 인증, 전자 서명(Digital Signature)

Accountability (책임추적성)

• 사용자의 모든 행동에 대한 로그를 남겨서, 나중에 공격이 일어나거나 에러가 발생했을 때, 분석해서 원인을 찾을 수 있어야 한다.
• 책임추적성을 해치는 공격: 직무 유기, 권한 남·오용 등
• 책임추적성 보존 방법: 시스템 로그 관리, 포렌식 분석 등

1. 웹 기초

웹이란?

웹 (Web, World Wide Web)

• 인터넷을 기반으로, HTTP를 이용하여 정보를 공유하는 서비스
• 인터넷에 연결된 컴퓨터들이 하이퍼텍스트 형식으로 표현된 다양한 정보를 효과적으로 이용할 수 있도록 구성한 전 세계적인 시스템
• 웹 서버(Web Server)와 웹 클라이언트(Web Client)로 구성
  • 웹 서버: 웹 서비스에서 정보를 제공하는 주체
  • 웹 클라이언트: 웹 서비스에서 정보를 제공받는 이용자

<웹 동작 원리와 구조>

웹 리소스

웹에 갖춰진 정보 자산

ex) HTML(Hyper Text Markup Language), CSS(Cascading Style Sheets), JavaScript

HTTP와 HTTPS

<HTTP (HyperText Transfer Protocol)>

• 서버와 클라이언트의 데이터 교환을 요청(Request)과 응답(Response) 형식으로 정의한 프로토콜
• 클라이언트가 서버에게 요청하면, 서버가 클라이언트에게 응답
• 문서 간의 상호 연결을 통해 텍스트 및 미디어 제공

<HTTP 메시지>

• HTTP 헤드
  
  • 첫 줄은 시작 줄(Start line), 나머지는 헤더(Header)
  • 필드와 값으로 구성
  • HTTP 메시지 또는 바디의 속성 표현
• HTTP 바디
  • 헤드가 끝난 뒤의 모든 줄의 내용
  • 클라이언트나 서버에 전송하는 데이터 저장

<HTTP 요청(Request)>

• 서버에 특정 동작을 요구하는 메시지
• HTTP 요청의 시작 줄은 메소드(Method), 요청 URL, HTTP 버전으로 구성

<HTTP 응답(Reaponse)>

• HTTP 요청에 대한 결과를 반환하는 메시지
• 요청에 대한 상태 정보와 클라이언트에게 전송할 리소스가 포함
• HTTP 응답의 시작 줄은 HTTP 버전, 상태 코드(Status Code), 처리 사유로 구성

<HTTPS (HTTPS over Secure socket layer)>

• TLS를 이용하여 HTTP의 취약점을 보완한 프로토콜
• HTTP 요청과 응답은 평문으로 이루어지기 때문에 탈취되었을 때 정보 유출 가능
  • Burp Suite로 패킷을 확인 → ID, Passowrd 등이 유출될 수 있음
• 웹 서버의 url이 https://로 시작 → HTTPS 프로토콜 사용

<TLS를 이용한 HTTP 취약점 보완>

TLS, Transport Layer Security

• 전송 계층에서 동작, client와 server 사이에 안전한 커뮤니케이션 패널 제공
• 서버와 클라이언트 사이에 오가는 모든 HTTP 메시지 암호화
• TLS는 모든 HTTP 메시지 암호화 → 패킷 탈취 시 그 내용을 알아낼 수 없다.

2. 쿠키 & 세션

쿠키 & 세션

<HTTP의 특징>

• Connectionless
  • 하나의 요청에 하나의 응답을 한 후 연결 종료.
  • 요청마다 새로 연결
• Stateless
  
  • 통신이 끝난 후 상태 정보를 저장하지 않음

▶ HTTP: Request를 보내고 나면 정보를 남기지 않겠다.

<쿠키 & 세션>

• 웹 서버는 수많은 클라이언트와 HTTP 프로토콜을 사용해 통신한다.
• 로그인하는 사용자에 따라 다른 서비스(페이지)를 제공해야 한다.
• 웹 서버: 클라이언트 구별 및 서로 다른 결과를 반환해야 한다.
  • 클라이언트의 IP 주소과 User-Agent 속성은 변경 가능한 고유하지 않은 정보 → 웹 서버는 클라이언트 기억 불가
• 상태 유지를 위해 클라이언트 인증 정보를 포함하고 있는 쿠키(Cookie)와 세션(Session) 사용

<쿠키 (Cookie)>

• 인증 상태를 나타내는 민감한 정보 보관
• 브라우저 내부에 저장
• 브라우저는 웹 서비스에 접속할 때 자동으로 쿠키를 헤더에 포함시켜 요청 전송
• 쿠키: 키(Key) : 값(Value)으로 이루어진 일종의 단위
• 첫 Request 시 쿠키 발급, 이후 서버에 요청을 보낼 때마다 쿠키를 같이 전송
• 서버는 클라이언트 요청에 포함된 쿠키 확인으로 클라이언트 구분 가능
• 쿠키의 목적: 클라이언트 정보 기록 및 상태 정보 표현

<쿠키 (Cookie) 변조>

• 쿠키: 클라이언트 브라우저에 저장, 요청에 포함되는 정보
• 악의적인 클라이언트는 쿠키 정보 변조 후 서버에 요청 보내기 가능
• 만약, 서버가 검증 없이 쿠키를 통해 인증 정보 식별 시 타 이용자 사칭으로 정보 탈취 가능

<세션 (Session)>

• 인증 정보를 서버에 저장
• 해당 데이터에 접근할 수 있는 키를 만들어 클라이언트에게 전달
• 키: 일반적으로 SessionID
• 브라우저: SessionID를 쿠키에 저장 → HTTP 요청 보낼 때 해당 키 값 사용
• 서버: 요청에 포함된 키에 해당하는 데이터를 가져와 인증 상태 확인

SOP & CORS

<동일 출처 정책 (Same Origin Policy(SOP))>

• 사용자가 악의적인 페이지 접속
  • 페이지가 JS를 이용해 이용자의 SNS 웹서비스로 요청 전송
  • 브라우저는 요청을 보낼 때 해당 웹 서비스의 쿠키를 포함
  • JS로 요청을 보낸 페이지는 로그인된 이용자의 SNS 응답을 받을 것
  • 마음대로 페이지 접속자의 SNS에 글을 올리거나 삭제, 메신저 읽기 가능
  • → 이와 같은 문제 방지 위해서 SOP 등장
• 같은 출처(Origin)의 서버로만 요청을 주고받을 수 있다
• Sheme, Host, Port 모두 동일해야 함

<Cross Origin Resource Sharing (CORS)>

• 다른 출처의 데이터를 가져와야 하는 경우 때문에 교차 출처 리소스 공유 (Cross Origin Resource Sharing) 등장
• Cross Origin 간에 리소스를 공유하는 방법
  • HTTP 헤더
  • JSON

3. 공격

서버 사이드 (Server-Side)

• 서버 (제공자) 측에서 즉시 처리
• 클라이언트의 요청을 처리, 처리 결과를 브라우저에 보내고 응답하는 역할
• 웹 서버에서 하는 작업
• 클라이언트로 보낼 웹 페이지 제작
• 서버 사이드 공격
  • 서버 사이드 취약점을 통해 서버 내에 존재하는 사용자들의 정보를 탈취하거나, 서버의 권한을 장악

클라이언트 사이드 (Client-Side)

• 클라이언트 (사용자) 측에서 처리
• 서비스를 요청하는 역할 (ex. 웹 페이지 요청)
• 웹에서의 클라이언트 = 웹 브라우저
• 클라이언트 사이드 공격
  • 클라이언트 사이드 취약점을 통해 이용자를 식별하기 위한 세션 및 쿠키 정보를 탈취하고 해당 계정으로 임의의 기능 수행

공격 유형

Brute Force

• 무차별 대입 공격, 특정 암호를 풀기 위해 가능한 모든 값을 대입
• 대부분의 암호화 방식은 이론적으로 무차별 대입 공격에 안전하지 못하며, 충분한 시간이 존재한다면 암호화된 정보를 해독 가능

Dictionary Attack

• 사전에 있는 단어를 알아내거나 해독하는 컴퓨터 공격법
• 사전에 있는 단어를 순차적으로 입력
• 비밀번호가 apple123이라면 dictionary에서 apple123을 찾음
  • 일반적으로 brute force보다 빠르지만, erjelrj124 같은 비밀번호를 쓴다면 효과적이지 X

XSS

• 자바스크립트와 같은 스크립트 코드를 이용해 취약한 웹 애플리케이션을 통해 클라이언트 쪽의 웹 브라우저를 공격하는 기법

CSRF

• CSRF(Cross site Request Forgery): 사이트 간 요청 위조
• 피싱을 활용해 사용자 모르게 패스워드를 변경할 때 주로 사용
• 사용자가 피싱 링크를 클릭하는 시점에 해커가 원하는 사이트에 로그인되어있어야 성공 → 로그인되어있는 상태여야 세션 쿠키가 자동으로 포함

SQL Injection

• 데이터 베이스에 전송되는 SQL 쿼리문을 조작하여, 데이터를 변조하거나 허가되지 않은 정보에 접근할 수 있는 공격
• 예전부터 최근까지 꾸준하게 사용되는 웹 공격

Command Injection

• OS에서 사용하는 명령어 (OS command)를 사용할 때 사용자의 입력값을 검증하지 않는다면 특수 문자를 이용해 사용자가 원하는 명령어를 함께 실행 가능
• 쉘 명령에 여러 가지 charcter(; | & 등)를 이용해 개발자가 의도하지 않은 명령어를 해커가 임의로 실행하게 하는 공격

File Inclusion

• PHP에서 include() 함수를 이용하여 지정한 파일을 직접 소스코드에 삽입하기 때문에 발생하는 공격 유형
• LFI(Local File Includion): 이미 시스템에 존재하는 파일을 include
• RFIL(Remote File Inclusion): 외부에 있는 파일을 원격으로 include, LFI보다 더 강력한 공격

File Upload

• 파일을 업로드할 수 있는 공간이 있다면 시도 가능
• 파일이 업로드되는 페이지(게시판, SNS 등)에 악성 파일(웹쉘)을 업로드
• 공격 과정
  1. 이미지 업로드하는 곳이 존재
  2. 해커가 이미지 대신 웹셀을 업로드
  3. 이미지 파일인지 제대로 검사하지 않으면 웹쉘이 저장
  4. 해커가 웹쉘에 접근하게 되면 웹쉘이 실행

코드 읽는 법 (Python Flask)

파이썬 Flask

: 웹 애플리케이션 개발을 위한 파이썬 프레임워크

Route 기능

: 웹 브라우저에서 접근 시, 입력하는 주소에 따라 특정 함수가 실행되게 함

코드 읽는 법 (python Flask)

GET, POST 메소드

: 사용자에게 데이터 전송받는 방식

• GET: 데이터를 URL에 포함해 요청
• POST: URL에 포함하지 않고 HTTP 헤더 본문에서 요청

request.args.get()
: GET 요청일 경우 데이터 받아오기

request.from.get()
: POST 요청일 경우 데이터 가져오기

필터링

: XSS, CSRF, Injection 등의 공격 방지를 위해 키워드를 필터링하는 경우 많음

https://sangwoo0727.github.io/web/Web-2.webApp/

스트림

• 스트림(stream)이란, 프로그램과 입출력장치 사이에서 입출력자료들을 연결시켜 주는 역할
• 모니터와 키보드 같은 외장기기는 프로그램과 연결되어 있지 않습니다.
• 따라서 이 기기들을 프로그램과 연결시켜 주는 다리가 필요하고 이 다리 역할을 하는 매개체가 바로 '스트림'이다.

버퍼

• 스트림은 내부에 문자 배열 형태의 버퍼(buffer)라는 임시 메모리 공간을 가지고 있다.
• 버퍼를 이용하면 입력과 출력을 좀 더 효율적으로 처리할 수 있게 된다.

fflush() 함수

• 가끔 출력버퍼를 비워야할 때가 있다. 버퍼에 찌꺼기들이 남아 있기 때문에 정상동작을 하지 않을 수 있기 때문이다.
• 그때 쓰는 게 fflush() 함수이다.
• fflush함수는 인수로 전달된 스트림에 연결된 버퍼를 비워준다.
• 출력버퍼를 비운다는 것은 출력버퍼에 저장된 데이터를 지우는 것이 아니라, 출력버퍼에 저장된 데이터를 최종 전송함을 뜻한다.

int fflush(FILE * stream);
▶ 함수 호출 성공 시 0, 실패 시 EOF 반환

★ EOF는 End Of File의 뜻으로, 오류가 발생했는지 또는 파일의 데이터를 모두 읽었는지 확인할 때 사용한다. 

실제로 이 값은 -1을 나타낸다.

입력 버퍼의 동작

• 입력 버퍼 문제는 문자 형식을 받을 때 일어난다. 
• 입력 버퍼에 남아있는 문자 때문에, 원하는 동작이 일어나지 않을 수 있는데 대개 엔터키의 잔여물인 \n 때문이다.
• scanf 함수처럼 형식에 맞게 입력을 받을 때 사용자의 입력 내용이 형식 문자열보다 더 많은 내용을 포함하고 있으면 버퍼에 처리되지 않은 데이터가 남게 된다.

▶  scanf 함수로는 학번을 입력받고, fgets 함수로는 이름을 입력받는 프로그램

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int num;
    char name[10];
    
    printf("학번을 입력하세요 : ");
    scanf("%d", &num);
    
    printf("이름을 입력하세요 : ");
    fgets(name, sizeif(name), stdin);
    
    printf("학번 : %d\n", num);
    ptintf("이름 : %s\n", name);
    
    return 0;
}
실행결과
학번을 입력하세요 : 1234(입력)
이름을 입력하세요 : 학번 : 1234
이름 :

• 학번을 입력한 뒤 엔터 키를 누르면 이름 입력 부분은 그대로 넘어가버린다.
• scanf 함수로 값을 입력하고 엔터를 입력하면 버퍼에 \n 값이 남게 되는데, 남겨진 \n를 다음에 호출되는 fgets 함수가 데이터로 받아들이기 때문이다.

while(getchar() != '\n');

▶ 문제를 해결하려면 입력 버퍼를 비우는 함수를 만들어줘야 한다.

입력 버퍼에서 문자를 계속 꺼내고 \n를 꺼내면 반복을 중단하는 함수이다.

while(getchar() != '\n');

#include <stdio.h>

void clearInputBuffer(void)
{
	while (getchar() != '\n');
}

int main(void)
{
	int num;
    char name[10];
    
    printf("학번을 입력하세요 : ");
    scanf("%d", &num);
    
    clearInputBuffer();
    
    printf("이름을 입력하세요 : ");
    scanf("%s", name);
    
    printf("학번 : %d\n", num);
    printf("이름 : %s\n", name);
    
    return 0;
}
실행결과
학번을 입력하세요 : 1234(입력)
이름을 입력하세요 : 김세종(입력)
학번 : 1234
이름 : 김세종

파일의 개방모드

• 스트림의 종류는 다양한데 기본적으로 다음 두 가지 기준을 통해서 스트림을 구분하게 된다.
• 읽기 위한 스트림? 쓰기 위한 스트림?
  • 파일에 데이터를 쓰는데 사용하는 스트림과 데이터를 읽는데 사용하는 스트림으로 구분
• 텍스트 데이터를 위한 스트림? 바이너리 데이터를 위한 스트림?
  • 출력의 대상이 되는 데이터의 종류에 따라서 텍스트 모드와 바이너리 모드 두 가지로 나뉜다.

▶ 스트림은 데이터 이동방향을 기준으로 다음과 같이 4가지로 구분할 수 있다.

▶ C언어에서는 이를 바탕으로 6가지로 스트림을 세분화한다.

★ 웬만하면 r,w,a를 사용하여 입력스트림과 출력스트림을 따로 생성해 사용하는 것이 좋다.

+가 들어간 개방 모드는 읽기에서 쓰기로, 쓰기에서 읽기로 작업을 변경할 때마다 메모리 버퍼를 비워줘야 하는 등의 불편함과 더불어 잘못된 사용의 위험성도 뒤따르기 때문이다.

▶ 스트림의 성격은 데이터의 종류에 따라서 다음과 같이 두 가지로 나뉜다.

• 텍스트 파일은 데이터를 아스키코드 또는 유니코드 값에 따라 저장한 것이며, 그 외의 방식으로 저장된 파일은 바이너리 파일이다.
• 텍스트 파일은 메모장과 같은 프로그램에서 확인할 수 있으며, 바이너리 파일은 해당 기록 방식을 적용한 별도의 프로그램을 사용해야 한다.
• 예로, 텍스트 파일은 메모장 프로그램에서 내용을 확인할 수 있으나 그림 파일을 보기 위해서는 그림판 프로그램을 사용해야 한다.

텍스트 파일	바이너리 파일
	바이너리 파일을 전용 프로그램이 아닌 메모장에서 사용하면 위와 같이 알 수 없는 문자로 표시된다.
.txt	.jpg, .png, .mp3, .exe 등

• r, w, a, r+, w+, a+ 옵션 이외에도 개방 모드를 조합해 텍스트 모드(rt, wt, at)로 열지, 바이너리 모드(rb, wb, ab)로 열지 이렇게 옵션을 추가할 수 있다.
• 기본적으로 아무것도 입력하지 않으면 텍스트 모드로 파일에 접근한다.

파일 개방 함수

파일 열기 (fopen)

• fopen 함수는 스트림을 형성할 때 호출하는 함수이다.
• 스트림 파일을 만드는 것을 파일 개방이라고 하며 f는 file을 말한다. 즉 file open이라는 함수이다.

FILE * fopen(const char * filename, const char * mode);
▶ 개방에 성공하면 FILE 구조체 변수의 주소값(포인터), 실패하면 널(NULL) 포인터 반환

개방할 파일은 현재의 작업 프로젝트 디렉토리에서 생성된다.
FILE * fp = fopen("sejong.txt", "w");

경로를 포함해서 다음과 같이 파일의 이름을 지정해도 된다.
FILE * fp = fopen("C:\\project\\sejong.txt","w");

문자열 안의 백슬래시는 제어 문자의 시작을 뜻한다. 
디렉토리를 표시하는 백슬래시는 문자열 안에 있으므로 두 번 사용한다.

• fopen 함수가 개방에 성공하면 스트림파일을 만들고 파일포인터를 반환한다.
• 스트림파일은 데이터를 저장하는 버퍼와 버퍼를 관리하는 여러 정보를 파일 구조체변수에 저장하고 있다.
• 이 구조체변수의 포인터를 파일포인터라고 한다.
• 파일포인터를 포인터변수에 저장하면 입출력 준비작업이 끝난 것이다.

FILE * fp;
fp = fopen("sejong.txt" , "w");
파일포인터를 fp라는 이름으로 생성하고,파일을 열어서 fp가 그 위치를 기억하게 해주는 것이다.

if(fp == NULL)
{
    printf("파일이 없습니다.");
    return 1;
}
파일 개방에 실패하면 fopen함수는 널 포인터를 반환한다.
널 포인터를 사용하면 실행할 때 에러가 발생하므로 반드시 개방에 성공 했는지를 검사해야 한다.

파일 닫기(fclose)

int fclose(FILE *);
▶ 성공하면 0, 오류가 발생한 경우 EOF

• 사용이 끝난 파일은 닫아서 스트림파일을 제거해 준다.
• 파일 열기를 통해 만들어진 스트림파일은 메모리를 사용한다. 그런데, 파일을 닫아주지 않으면 메모리가 남아있게 되어, 그만큼의 자원손실을 초래한다.
• 또한 스트림파일에 남아있는 데이터가 장치에 기록되기 전에 지워질 수 있으므로 사용이 끝난 파일은 닫아서 스트림파일의 데이터를 장치에 기록하는 것이 좋다.
• ★ 개방된 파일은 프로그램이 종료되면 자동으로 닫히면서 메모리에서 제거되지만 안정성을 위해 명시적으로 닫는 것이 좋다.

파일을 열고 닫는 프로그램

• 데이터를 입출력하기 전에는 파일을 여는 과정이 필요하고 사용이 끝나면 파일을 닫는 과정이 필요하다.
• fopen 함수는 파일을 열고, fclose 함수는 파일을 닫습니다.

// 실제로 파일에 데이터가 저장되는지 확인해보는 예제
#include <stdio.h>

int main(void)
{
	FILE * fp = fopen("sejong.txt", "w");	// 출력 스트림 형성
    
    if (fp == NULL)	// fp가 널 포인터면
    {
    	printf("파일 열기 실패\n");
        return -1;	// 비정상적 종료를 의미하기 위해 -1 반환
    }
    
    fputc('s', fp);	// fp가 지칭하는 파일 sejong.txt에 s 저장
    fputc('j', fp);	// fp가 지칭하는 파일 sejong.txt에 j 저장
    fputc('u', fp);	// fp가 지칭하는 파일 sejong.txt에 u 저장
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

★ 출력전용 모드는 같은 이름의 파일이 있을 때 그 내용을 모두 삭제하고 개방하므로 주의해야 한다.

일단 읽기 전용 모드로 개방한 후에 파일 존재여부를 확인하고 다시 출력전용으로 개방할 수 있다.

ifp = fopen("sejong.txt", "r");
if (ifp == NULL)
{
	fp = fopen("sejong.txt", "w");
}

★ Visual Studio 2013 버전 이상부터 scanf() 함수를 사용하면 에러가 나면서 컴파일이 안됩니다.
에러 메시지를 보면 C4996 'scanf': This function or variable may be unsafe. Consider using scanf_s instead. To disable deprecation,
use _CRT_SECURE_NO_WARNINGS. 라고 나옵니다.

문자 입출력 함수

문자 출력(fputc)

• fputc 함수는 File Put Character를 조합한 글자로, 파일에서부터 글자를 하나씩 쓰는 함수이다.

int fputc(int, FILE *)
▶ 출력한 문자, 오류가 발생한 경우는 EOF

• fputc함수가 문자를 출력할 때도 fgetc함수와 마찬가지로 개방된 스트림 파일의 버퍼를 사용한다.
• 한 문자를 출력할 때마다 일반 버퍼에 출력이 된 후에 개행문자가 출력되면 하드디스크의 파일로 출력된다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	FILE * fp = fopen("sejong.txt", "w");
    
    char ch;
    
    if (fp == NULL)
    {
    	printf("파일 열기 실패\n");
        return 1;
    }
    
    printf("데이터를 입력하세요.\n");
    
    while(1)
    {
    	ch = getchar();		// 키보드 입력
        if (ch == EOF)
        	break;
        fputc(ch, fp);		// 파일 출력
    }
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}
실행결과
데이터를 입력하세요.
sejong(입력)
^Z(입력종료)

• 키보드로부터 입력되는 데이터를 파일로 출력하는 예제이다.
• EOF 값은 보통 텍스트파일의 끝에서 얻을 수 있는 값이지만 키보드의 'ctrl+z'를 누르고 엔터키를 누르면 getchar 함수가 -1을 반환한다.

문자 입력(fgetc)

• fgetc 함수는 File Get Character를 조합한 글자로, 파일에서부터 글자를 하나하나 읽는다는 뜻의 함수이다.

int fgetc(FILE *)
▶ 입력한 문자, 오류나 파일에 데이터가 없을 때 EOF

• fgetc 함수는 스트림파일의 버퍼에서 데이터를 가져온다.
• 처음에는 버퍼가 비어있으므로 파일에서 버퍼 크기만큼의 데이터를 가져와 한 번에 버퍼로 읽어 들입니다.
• 파일이 크기가 버퍼보다 작으면 모든 데이터가 한 번에 버퍼에 저장된다.

• 그 이후에 호출되는 입력함수는 버퍼에 데이터가 없을 때까지 버퍼로부터 데이터를 입력한다.

• 버퍼로부터의 입력 위치는 파일구조체의 멤버인 위치지시자로 확인한다.
• 스트림파일에는 문자를 입력할 버퍼의 위치를 알려주는 지시자가 있다.
• 위치지시자는 0으로 시작하며 fgetc 함수가 한 문자씩 읽을 때 1씩 증가한다.
• 위치지시자의 값이 파일의 크기와 같아지면 데이터를 모두 읽은 것이 되며, 이때 함수는 EOF를 반환한다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	FILE * fp = fopen("sejong.txt", "r");
    
    char ch;
    
    if (fp == NULL)
    {
    	printf("파일 열기 실패\n");
        return 1;
    }
    
    while (1)	// 무한 반복
    {
    	ch = fgetc(fp);		// 개방한 파일로부터 한 문자 입력
        if ( ch == EOF)		// 반환값이 EOF면
        	break;			// 반복 종료
        putchar(ch);		// 읽어들인 문자를 화면에 출력
    }
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}
실행결과
sejong

▶ 개방한 파일로부터 한 문자를 입력, 읽어 들인 문자를 화면에 출력을 무한 반복.

원본 파일의 끝까지 도달하게 되면 반환값이 EOF가 되어 break를 사용해 while 문을 빠져나간다.

파일 입출력 함수

문자열 출력 (fputs)

• fputs 함수는 문자열을 한 번에 출력할 때 사용
• 첫 번째 인자에는 출력할 문자열의 주소값을 주고 두 번째 인자를 통해서는 파일포인터를 인수로 준다.

int fputs(const char *, FILE *);
▶ 출력에 성공하면 음수가 아닌 값, 실패하면 EOF

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char str[20] = "I have a dream.";
    FILE * fp = fopen("fputs_test.txt","w");
    fputs(str, fp);
    fclose(fp);
    return 0;
}

★ fputs 대신 puts 함수를 사용할 수도 있지만, puts 함수는 항상 줄을 바꾸므로 문자열을 이어서 출력할 수 없다.

따라서 문자열의 출력은 안전하고 정확하게 수행되는 fputs 함수를 사용하는 것이 좋다.

문자열 입력 (fgets)

• fgets 함수는 문자열을 한번에 입력할 때 사용

char * fgets(char *, int, FILE *)
▶ 입력한 char 배열, 파일의 끝이면 NULL

• fgets 함수는 인자가 3개이다.
• 파일포인터와 연결된 파일로부터 두 번째 전달인자로 주어진 바이트 수에 따라 데이터를 읽어와서 첫 번째 인자로 주어진 배열에 저장한다.

fgets(str, sizeof(str), fp);

str(첫 번째 인자): 파일에서 가지고 온 문자열을 넣는 변수, 읽어 들인 문자열을 저장할 char 배열을 가리키는 포인터
sizeof(str)(두 번째 인자): 한 번에 가지고 올 문자열의 길이 정보 변수, 일반적으로 str로 전달된 배열의 길이(마지막 NULL 문자 포함)가 사용
fp(세 번째 인자): 문자를 읽을 스트림을 식별하는 파일포인터

5바이트의 크기를 갖는 배열에 문자열을 입력 받는 경우
#include <stdio.h>

int main(void)
{
	char str[5];	// 파일을 읽을 때 사용할 임시 공간
    FILE * fp = fopen("fgets_test.txt", "r");
    fgets(str, sizeof(str), fp);
    printf("%s\n", str);
    fclose(fp);
    
    return 0;
}
실행결과
Sejo

널문자가 저장될 공간을 제외하고 4바이트만 입력된다.

20바이트의 크기를 갖는 배열에 문자열을 입력 받는 경우
#include <stdio.h>

int main(void)
{
	char str[20];	// 파일에 읽을 때 사용할 임시 공간
    FILE * fp = fopen("fgets_test.txt","r");
    fgets(str, sizeof(str), fp);
    printf("%s\n", str);
    fclose(fp);
    
    return 0;
}
실행결과
Sejong University

입력 받을 데이터의 크기보다 파일의 크기가 작으면 파일 끝까지 읽어들인다.
(단, 중간에 \n(개행문자)가 없어야 한다.)

★ fgets 대신 gets 함수를 사용할 수도 있지만, gets 함수는 입력할 저장 공간의 크기를 인수로 줄 수 없으므로 문자열을 입력할 때 할당하지 않은 메모리 공간을 침범할 가능성이 있다.

따라서 문자열의 입력은 안전하고 정확하게 수행되는 fgets 함수를 사용하는 것이 좋다.

변환 출력 (fprintf)

• fprintf 함수는 printf 함수와 사용법이 같다. 
• 단, 출력 대상을 파일포인터로 지정해 줄 수 있다.
• 첫 번째 전달인자가 파일구조체의 포인터이다.
• 그래서 printf와 달리 fprintf는 첫 번째 인자로 전달된 파일구조체의 포인터가 지칭하는 파일로 출력이 이루어진다.

 int fprintf(FILE *, const char *, ...);
▶ 출력한 문자의 바이트 수, 실패하면 음수

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int number = 21012345;
    char name[10] = "김세종";
    
    FILE * fp = fopen("student.txt", "w");
    
    if (fp == NULL)
    	printf("파일 열기 실패\n");
       
    else
    {
    	fprintf(fp, "%d %s", number, name);
        fclose(fp);
    }
    
    return 0;
}

변환 입력 (fscanf)

• fscanf 함수는 scanf 함수와 사용법이 같다.
• 단, 입력 대상을 파일포인터로 지정해 줄 수 있다.
• 첫 번째 인자로 파일구조체의 포인터가 전달된다.
• 따라서 fscanf는 첫 번째 인자로 전달된 포인터가 지칭하는 파일로부터 데이터를 읽어 들인다.

int fscanf(FILE *, const char *, ...);
▶ 입력에 성공한 데이터 수, 파일에 데이터가 없을 때 EOF

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int number;
    char name[10];
    
    FILE * fp = fopen("student.txt", "r");
    
    if (fp == NULL)
    	printf("파일 열기 실패");
        
    else
    {
    	fscanf(fp, "%d %d", &number, name);
        printf("%d %s\n", number, name);
        fclose(fp);
    }
    
    return 0;
}
실행 시, student.txt에 저장됐던 "21012345 김세종"이 변수 number, name에 입력된 것을 확인할 수 있다.
실행결과
21012345 김세종

구조체

• 구조체는 하나 이상의 변수(포인터 변수, 배열 포함)를 하나로 묶을 수 있는 복합 자료형으로, 다양한 형태의 데이터를 처리할 때 사용한다.
• 기본 자료형 변수를 묶어서 새로운 자료형을 만든 것이기 때문에 '사용자 정의 자료형'이라고 한다.
• struct 키워드를 사용하여 정의

struct 구조체이름
{
    멤버변수1자료형 멤버변수1이름;
    멤버변수2자료형 멤버변수2이름;
    ...
};

ex) 학생에 대한 데이터를 하나로 모은다면 학번, 이름, 전공, 학점 등의 정보가 있을 때

다음 구조체는 학생의 학번, 이름, 전공, 학점의 정보를 묶을 수 있도록 정의된 구조체이다.

구조체 선언

struct 구조체이름 구조체변수이름;

struct student student1;

• 구조체의 정의와 구조체 변수의 선언을 동시에 할 수도 있다.

struct 구조체이름
{
    멤버변수1자료형 멤버변수1이름;
    멤버변수2자료형 멤버변수2이름;
    ...
}구조체변수이름;

struct student
{
    int number;
    char name[20];
    char major[20];
    double grade;
 }student1;

구조체 멤버 접근

• 변수로 선언한 구조체의 멤버에 접근할 때는 .(점)(멤버 연산자)을 사용

구조체변수이름.구조체멤버이름

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct student
{
	int number;
    char name[20];
    char major[20];
    double grade;
};

int main(void)
{
	struct student student1;
    
    // .(점)으로 구조체 멤버에 접근하여 값 할당
    student1.number = 01;
    strcpy(student1.name, "김유빈");
    strcpy(student1.major, "사이버보안학과");
    student1.grade = 3.5;
    
    // .(점)으로 구조체 멤버에 접근하여 값 출력
    printf("학번: %d\n", student1.number);
    printf("이름: %s\n", student1.name);
    printf("전공: %s\n", student1.major);
    printf("학점: %.2f\n", student1.grade);
    
    return 0;
}

실행결과
학번: 01
이름: 김유빈
전공: 사이버보안학과
학점: 3.50

★ name과 major는 배열이기 때문에 문자열 저장을 위해 strcpy 함수를 사용한다.

strcpy(저장될 배열명, 저장할 문자열)

구조체 변수 선언+초기화

• 구조체 변수를 선언하는 동시에 값을 초기화하려면 { } 중괄호 안에 .(점)(멤버 연산자)과 멤버 이름을 적고 값을 할당한다.
• 이 방법을 사용하면 원하는 멤버 변수만을 초기화할 수 있다.
• 멤버 변수가 정의된 순서와 초기화 순서는 상관없으며, 초기화하지 않은 멤버 변수는 0으로 초기화된다.

struct 구조체이름 구조체변수이름 = { .멤버이름1 = 값1, .멤버이른2 = 값2 .. }

struct student student1 = { .학번 = 220101, .이름 = "김유빈', .전공 = "사이버보안학과", .학점 = 3.5};

• 멤버 이름과 할당 연산자 없이 값만 ,(콤마)로 구분하여 나열해도 된다.
• 단, 이 때는 구조체 멤버가 선언된 순서대로 넣고, 각 멤버의 자료형에 맞게 넣는다.
• 즉, 처음부터 순서대로 값을 채워 넣어야 하며 중간에 있는 멤버만 값을 할당하거나, 중간에 있는 멤버만 생략할 수는 없다.

struct 구조체이름 구조체변수이름 = { 값1, 값2, ... }

struct student student1 = { 220101, "김유빈", "사이버보안학과", 3.5 };

구조체와 배열

• 구조체 배열은 변수 이름 뒤에 [ ] 대괄호를 붙인 뒤 크기를 설정한다.

struct 구조체이름 변수이름[크기];

• 구조체 배열에서 각 요소에 접근하려면 배열 뒤에 대괄호를 사용하며 대괄호 안에 인덱스를 지정해 준다.
• 여기서 멤버에 접근하려면 .(점)(멤버 연산자)을 사용한다.

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct student
{
	int number;
    char name[20];
    char major[20];
    double grade;
};

int main(void)
{
	struct student arr[3];	// 크기가 3인 구조체 배열 생성
    int i;
    
    // 인덱스로 요소에 접근한 뒤 .(점)으로 멤버에 접근
    arr[0].number = 21012345;
    strcpy(arr[0].name, "김세종");
    strcpy(arr[0].major, "컴퓨터공학과");
    arr[0].grade = 3.5;
    
    arr[1].number = 21012346;
    strcpy(arr[1].name, "이세종");
    strcpy(arr[1].major, "소프트웨어학과");
    arr[1].grade = 2.5;
    
    arr[2].number = 21012347;
    strcpy(arr[2].name, "박세종");
    strcpy(arr[2].major, "데이터사이언스학과");
    arr[2].grade = 4.5;
    
    for(i=0; i<3; i++){
    	printf("학번 : %d\n", arr[i].number);
        printf("이름 : %s\n", arr[i].name);
        printf("전공 : %s\n", arr[i].major);
        printf("학점 : %.2f\n", arr[i].grade);
        printf("\n");
    }
    return 0;
}
실행결과
학번 : 21012345
이름 : 김세종
전공 : 컴퓨터공학과
학점 : 3.50

학번 : 21012346
이름 : 이세종
전공 : 소프트웨어학과
학점 : 2.50

학번 : 21012347
이름 : 박세종
전공 : 데이터사이언스학과
학점 : 4.50

구조체 배열을 선언하면서 초기화하려면 { } 중괄호 안에  { } 중괄호를 사용한다.

struct 구조체이름 변수이름[크기] = {{ .멤버이름1 = 값1, .멤버이름2 = 값2 ...},
				{ .멤버이름1 = 값3, .멤버이름2 = 값4 ...}
                                    ...
                                  };

struct student arr[3] = { { .학번 = 21012345, .이름 = "김세종", .전공 = "컴퓨터공학과", .학점 = 3.5 },
                          { .학번 = 21012346, .이름 = "이세종", .전공 = "소프트웨어학과", .학점 = 2.5 },
                          { .학번 = 21012347, .이름 = "박세종", .전공 = "데이터사이언스학과", .학점 = 4.5 } }

struct 구조체이름 변수이름[크기] = { { 값1, 값2 ... }, { 값3, 값4 ... }, ... };

struct student arr[3] = { { 21012345, "김세종", "컴퓨터공학과", 3.5 },
                          { 21012346, "이세종", "소프트웨어학과", 2.5 },
                          { 21012347, "박세종", "데이터사이언스학과", 4.5 } }

구조체와 포인터

• 포인터는 메모리의 주소값을 저장하는 변수이다.
• 구조체를 가리키는 포인터를 구조체 포인터라고 한다.
• 변수이름 앞에 * 을 붙여 선언

struct 구조체이름 * 구조체포인터;

구조체 포인터를 이용한 구조체의 멤버에 접근하는 방법

1. *(참조 연산자)를 이용하는 방법

(*구조체포인터).멤버변수이름

2. ->(화살표 연산자)를 이용하는 방법 ( ** 더 많이 사용 )

구조체포인터 -> 멤버변수이름

#include <stdio.h>

struct student
{
	int number;
    char name[20];
    char major[20];
    double grade;
};

int main(void)
{
	struct student student1 = { 21012345, "김세종", "컴퓨터공학과", 3.5 };
    struct student * ptr = &student1;
    
    printf("학번 : %d\n", (*ptr).number);
    printf("이름 : %s\n", (*ptr).name);
    printf("전공 : %s\n", (*ptr).major);
    printf("학점 : %.2f\n", (*ptr).grade);
    
    return 0;
}
실행결과
학번 : 21012345
이름 : 김세종
전공 : 컴퓨터공학과
학점 : 3.50

#include <stdio.h>

struct student
{
	int number;
    char name[20];
    char major[20];
    double grade;
};

int main(void)
{
	struct student student1 = { 21012345, "김세종", "컴퓨터공학과", 3.5 };
    struct student * ptr = &student1;
    
    printf("학번 : %d\n", ptr -> number);
    printf("이름 : %s\n", ptr -> name);
    printf("전공 : %s\n", ptr -> major);
    printf("학점 : %.2f\n", ptr -> grade);
    
    return 0;
}
실행결과
학번 : 21012345
이름 : 김세종
전공 : 컴퓨터공학과
학점 : 3.50

• student형 포인터 변수 ptr이 구조체 변수 student1을 가리킨다.
• student형 포인터 변수 ptr을 이용해 다음과 같이 구조체 변수 student1에 접근한다.

typedef

• typedef 선언은 기존에 존재하는 자료형의 이름에 새 이름을 부여한다.
• typedef 선언을 사용하여 이미 정의된 형식이나 사용자가 선언한 형식에 대한 보다 짧거나 의미 있는 이름을 생성할 수 있다.

typedef  기존_자료형  새롭게_선언할_자료형;

typedef unsigned int myint;

unsigned int num;
// 위 코드와 아래 코드는 같은 의미입니다.
myint num;

• typedef를 이용하면 구조체 변수를 만들 때 struct 선언을 생략할 수 있다.
• typedef로 구조체를 정의하면서 별칭을 지정해 주면 된다.

struct student
{
    int number;
    char name[20];
    char major[20];
    double grade;
};

구조체 변수를 선언과 초기화해야 한다.
struct student student1 = { 21012345, "김세종", "컴퓨터공학과", 3.5 };

typedef 선언을 통해 struct student를 대신할 수 있도록 Student라는 이름을 정의할 수 있다.
typedef struct student Student;

struct 선언을 생략하고 구조체 변수 선언과 초기화를 할 수 있다.
Student student1 = { 21012345, "김세종", "컴퓨터공학과", 3.5 };

typedef로 구조체를 정의하면서 별칭을 지정

typedef struct 구조체이름
{
   멤버변수1자료형 멤버변수1이름;
   멤버변수2자료형 멤버변수2이름;
   멤버변수3자료형 멤버변수3이름;
    ...
} 구조체별칭;

• 구조체 이름 생략하는 방법도 있다. 단, 오른쪽과 같이 구조체의 이름을 생략하면 struct 선언을 추가하면서 변수를 선언할 수 없다.

Student student1;   // 가능한 선언
struct student student1;  // 불가능한 선언

공용체

• 공용체는 union 키워드를 사용하여 선언하며, 구조체와 비슷하다.
• 모든 멤버 변수가 하나의 메모리 공간을 '공유'한다는 점만이 다르다.
• 모든 멤버 변수가 같은 메모리를 공유하므로, 공용체는 한 번에 하나의 멤버 변수만 사용할 수 있다.
• 공용체를 정의하는 방법은 키워드 struct 대신 union을 사용하는 것이다.

union 공용체이름
{
   멤버변수1자료형 멤버변수1이름;  
   멤버변수2자료형 멤버변수2이름;  
    ...
};

#include <stdio.h>

typedef struct snum		// 구조체 선언
{
	int a;
    int b;
    double c;
} Snum;

typedef union unum		// 공용체 선언
{
	int a;
    int b;
    double c;
} Unum;

int main(void)
{
	Snum sn;
    Unum un;
    printf("%p %p %p\n", &sn.a, &sn.b, &sn.c);
    printf("%p %p %p\n", &un.a, &un.b, &un.c);
    printf("%d %d\n", sizeof(Snum), sizeof(Unum));
    
    return 0;
}
실행결과
00DBFE50 00DBFE54 00DBFE58
00DBFE40 00DBFE40 00DBFE40
16 8

▶ Snum형 변수를 구성하는 멤버들의 주소값은 다른데 Unum형 변수를 구성하는 멤버들의 주소값은 동일하다는 것을 볼 수 있다.

sizeof 연산자로 자료형의 크기를 구하면 16과 8이 출력된다.

int는 4바이트, double은 8바이트이다.

여기서 16인 모든 멤버 크기를 합한 결과 16이고, 8은 멤버중에서가장 크기가 큰 double의 크기만 계산된 결과이다.

#include <stdio.h>

typedef union unum		// 공용체 선언
{
	int a;
    int b;
    double c;
} Unum;

int main(void)
{
	Unum un;		// 8바이트 메모리 할당
    
    un.a = 10;
    printf("%d\n", un.b);	// b 멤버 출력
    
    un.c = 11.1;		// c 멤버에 값 대입
    printf("%d\n", un.a);	// a 멤버 출력
    printf("%d\n", un.b);	// b 멤버 출력
    printf("%f\n", un.c);	// c 멤버 출력
    
    return 0;
}
실행결과
10
858993459
858993459
11.100000

  ▶ 처음에 a(상위 4바이트의 메모리 공간)에 10을 저장했다.

b는 int형 변수이므로 b 멤버에 접근할 경우 상위 4바이트의 공간을 참조하게 된다.

그런데 앞서 이 공간에 10을 저장했으므로 10이 출력된다.

c에 실수를 저장함으로써 결과적으로 상위 4바이트에 저장된 값을 덮어 써버린다.

실수를 저장하면서 덮어써버렸기 때문에, a, b(상위 4바이트)를 읽어서 출력하면 알 수 없는 값이 출력된다.

열거형

• 열거형은 enum 키워드를 사용하여 선언한다.
• enumeration의 약자로서, 열거한다는 의미를 가진다.
• 초기화를 하지 않으면 열거된 순서에 따라 0부터 차례대로 증가한다

enum 열거형이름
{
    상수명1, 상수명2, ...
};

enum days_of_week
{
	mon, tue, wed, thu, fri, sat, sun	// 열거형 선언
};

위와 같은 형태이면 mon은 0, tue는 1, wed는 2, thu는 3, fri는 4, sat는 5, sun는 6

enum days_of_week
{
	mon=3, tue, wed, thu=50, fri, sat, sun	// 열거형 선언
};
위와 같은 형태이면 mon는 3, tue는 4, wed는 5, thu는 50, fri는 51, sat는 52, sun는 53

• 정의된 열거형은 다음과 같이 열거형 변수로 선언하여 사용할 수 있다.
• 열거형 변수는 int형과 같은 크기로 정수를 저장할 수 있는 공간이 할당된다.
• 또한 열거형 멤버를 저장하는 용도로 쓰인다.

enum 열거형이름 열거형변수이름;
enum days_of_week day;   // 열거형 변수 선언

#include <stdio.h>

enum days_of_week
{
	mon, tue, wed, thu, fri, sad, sun	// 열거형 선언
};

int main(void)
{
    enum days_of_week day;	// 열거형 변수 선언
    
    day = fri;	// 열거 멤버의 값 대입
    
    switch (day)	// 열거 멤버 판단
    {
    case mon:
    	printf("Hate Monday\n");
        break;
    case tue:
        printf("Annoy Tuesday\n"); 
        break;
    case wed:
        printf("Ignore Wednesday\n"); 
        break;
    case thu:
        printf("Smile Thursday\n"); 
        break;
    case fri:
        printf("Love Friday\n"); 
        break;
    case sat:
        printf("Enjoy Saturday\n"); 
        break;
    case sun:
        printf("Lazy Sunday\n"); 
        break;
    }
    return 0;
}
실행결과
Love Friday

▶ 위쪽 예제의 case 레이블에서 사용한 상수 mon, tue, wed...를 대신해서 0,1,2...를 삽입해도 결과는 동일하다.

mon, tue, wed... 같은 열거형 상수는 int형으로 표현되는 상수이기 때문이다.

열거형 멤버는 사실 정수 상수를 써서 작성할 수 있다.

그러나 열거형을 정의하면 요일 이름을 직접 사용할 수 있으므로 훨씬 읽기 쉬운 코드를 만들 수 있다.

★ struct와 만찬가지로, typedef를 사용하여 enum 키워드를 생략할 수 있다.

출처: https://sejong-kr.libguides.com/c.php?g=942235&p=6822369

<논문 원본>

On Adversarial Examples for Character-Level Neural Machine Translation - Javid Ebrahimi, Daniel Lowd, Dejing Dou

<논문 요약>

NLP란?

• NLP(자연어 처리)란 인공적이지 않은, 즉 자연스럽게 발생한 모든 언어(한국어, 영어, 일본어 등)를 컴퓨터가 처리하고 응용하게끔 해주는 모든 기법들을 다루는 머신러닝(딥러닝)의 한 분야를 말한다.
• NLU(Natural Language Understaing): 각 언어 텍스트의 문법과 문맥 등을 컴퓨터가 사람이 의도한 바와 같이 이해하게끔 하는 영역
• NLG(Natural Language Generation): 컴퓨터가 이해한 것을 바탕으로 직접 인간이 이해할 수 있는 텍스트를 생성해내는 영역

Black-Box and White-Box Attacks

• 블랙박스 공격(Black-Box Attack): 공격자가 모델 내부를 모르는 상태에서 입력 변형을 통해 모델을 속이려는 공격입니다.
• 화이트박스 공격(White-Box Attack): 공격자가 모델의 내부 구조와 가중치에 대한 정보를 알고 이를 이용해 더 정교한 공격을 수행하는 방식입니다.

Controlled and Targeted Attacks

• 통제된 공격(Controlled Attack): 이 공격은 번역된 문장에서 특정 단어가 사라지게 하거나, 중요한 정보를 왜곡하는 방식으로 이루어집니다. 예를 들어, 번역된 문장에서 특정 단어를 제거하도록 하는 공격입니다.
• 목표된 공격(Targeted Attack): 이 공격은 특정 단어를 다른 단어로 바꾸어 번역 결과를 왜곡하는 방식입니다. 공격자는 번역 결과에서 특정 단어를 목표로 삼아 변경하는 것을 목표로 합니다.

White-Box Adversarial Examples

• 적대적 예제를 생성하기 위해 문자 수준에서 편집 작업(예: 교체, 교환, 삭제, 삽입)을 수행합니다. 이러한 작업은 기계 번역 모델이 어떻게 작은 변형에 쉽게 속을 수 있는지를 평가하는 중요한 방법입니다.
• 도함수-기반 최적화 과정(gradient-based optimization) 사용하여 적대적 예제를 더 정교하게 만듭니다. 이 방법은 모델의 손실 함수를 최대화하는 방향으로 문자를 변경하는 과정을 포함합니다.

Experiments

• 실험에서는 IWSLT 2016 TED 강연 데이터셋을 사용하여, 프랑스어-영어, 독일어-영어, 체코어-영어 번역 모델을 대상으로 블랙박스와 화이트박스 공격의 영향을 비교합니다.
• 실험 결과는 화이트박스 공격이 블랙박스 공격보다 훨씬 더 강력한 공격임을 입증합니다. 화이트박스 공격에서 모델의 BLEU 점수가 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있습니다.

cf) BLEU(Bilingual Evaluation Understudy) 점수: 기계 번역의 품질을 평가하는 지표로, 번역된 텍스트와 참조 텍스트 간의 유사도를 측정합니다. 점수가 높을수록 번역 품질이 좋음을 의미합니다.

Conclusion

• Character-Level Neural Machine Translation이 적대적 예제에 매우 취약하다는 점을 강조합니다. 특히, 화이트박스 공격이 블랙박스 공격보다 훨씬 더 강력하다는 것을 보여주며, 적대적 학습을 통해 모델의 Robustness를 높이는 방안을 제안합니다.

cf) Robustness: 모델이 적대적 예제나 예기치 못한 입력 변화에 대해 얼마나 잘 대응하는지를 나타내는 성질.

<논문 원본>

Survey on image encryption techniques using chaotic maps in spatial, transform and spariotemporal domains

<논문 요약>

Chaotic maps in encryption images

: 초기 조건에 민감하게 반응하여 복잡하고 예측 불가능한 행동을 보이는 결정론적인 수학적 함수

• 혼돈 이론은 암호화에 적용될 때, 복잡성과 예측 불가능성을 높이는 데 사용된다.
• 특히 이미지 암호화에서는 혼돈 시스템의 무작위성과 복잡성을 이용하여 강력한 암호화 알고리즘을 설계할 수 있다.
• 이러한 혼돈 기반 암호화 알고리즘은 보안성이 높고, 다양한 공격에 대한 저항력이 강하다는 장점이 있습니다.

• 입력 이미지 (Input Image): 암호화되기 전의 원본 이미지.
• 혼돈 기반 난수 생성 (Random sequences generated by chaotic map): 혼돈 함수를 사용해 무작위 시퀀스(랜덤 시퀀스)를 생성합니다. 이 시퀀스는 암호화 과정에서 중요한 역할을 합니다. 혼돈 함수 초기 조건에 매우 민감한 시스템을 말하며, 이로 인해 생성되는 시퀀스는 매우 예측 불가능하고 복잡합니다.
• 혼돈 (Confusion): 이 단계에서는 이미지의 픽셀 위치를 뒤섞어 원본 이미지와의 연관성을 낮춥니다. L라운드 동안 이 과정이 반복됩니다.
• 확산 (Diffusion): 혼돈 과정 이후, 확산 단계에서 이미지의 픽셀 값을 변경하여 암호화된 이미지와 원본 이미지 간의 관계를 더욱 복잡하게 만듭니다. 여기서도 혼돈 기반 난수 시퀀스가 사용됩니다.
• K라운드 반복: 혼돈과 확산의 두 과정이 K라운드 동안 반복되면서 점차적으로 이미지를 암호화합니다.
• 암호화된 이미지 (Cipher Image): 원본 이미지가 혼돈 이론을 이용한 암호화 과정을 통해 암호화되어, 알아볼 수 없는 형태의 암호 이미지가 생성됩니다.

혼돈 기반 암호화의 발전과 구조

• 최근 연구자들은 혼돈 시스템과 암호화 간의 밀접한 관계를 관찰하여 안전한 이미지 암호화 및 통신을 위한 혼돈 기반 암호 알고리즘을 설계하고 있다.
• 전통적인 암호는 텍스트에 적합하지만 유사한 이미지에서 반복 정보를 가지기 때문에 이미지 암호화에는 적합하지 않으며, 혼돈 기반 암호화 기법은 정보를 숨기는 랜덤 키를 생성하여 이 문제를 해결한다.
• 혼돈 시스템의 독특한 특성은 안전하고 효율적인 암호 시스템을 설계하는 데 매우 유용하다.

디지털 멀티미디어 암호화 기술의 중요성

• 일반적으로 많은 암호화 알고리즘은 텍스트 데이터를 보호하도록 설계되었기 때문에 실시간 이미지 암호화에 어려움을 겪는다.
• 반면, 혼돈 기반의 암호화 방법은 유연성, 높은 보안성 및 적은 계산 자원을 요구하여 전통적인 방법보다 장점이 있다.
• 따라서, 혼돈 암호화 기술은 낮은 수학적 복잡성과 더 나은 보안 덕분에 최근 더 많은 주목을 받고 있다.

영상 암호화 기술에 대한 최근 연구 조사

• 혼돈 기반 영상 암호화 기법은 공간 도메인, 시간 도메인 및 시공간 도메인으로 분류되며, 다양한 성능 지표를 기준으로 이론적 조사 및 분석이 이루어졌습니다.
• 최근 연구에 따르면, 전통적인 방법과 혼돈 기반 기술을 비교한 결과, 혼돈 기반 기법이 통계적 공격에 대한 저항력을 보이고, 높은 정보 엔트로피 값을 가지고 있습니다.
• 여러 암호화 기법과 스테가노그래피 기법이 데이터 무결성과 보안을 보장하기 위해 사용되었습니다.

이미지 암호화 기술에 대한 조사 및 분석

• 이미지 암호화 기술에 대한 최근 연구는 기밀 데이터에 대한 보안성을 제공하고 있으며, 이러한 기술들은 민감한 정보를 효과적으로 보호하는 것으로 나타났다.
• 기존의 암호화 방법은 원본 이미지를 삽입하고 암호화하여 수신자에게 전송하는 방식이지만, 전송 속도가 느린 한계를 가지고 있다.
• 혼돈 기반 암호화 기술이 대형 이미지의 암호화 및 복호화 과정에서 낮은 소모 시간으로 인해 더 안전하고 간단하다는 결론을 나왔다.
• 전통적인 암호화 방식이 보안 공격에 취약한 반면, DNA 기반 알고리즘은 비인가 접근에 대해 높은 저항성을 보였으며, 혼돈 이론과 DNA 기반 알고리즘의 통합은 매우 높은 보안 수준을 달성하고 전통적인 기술을 초월하였다.

이미지 암호화 기술의 평가 기준

• 이미지 암호화 기술의 효과는 차별 분석, 통계 분석, 정보 엔트로피, 키 민감도, 잡음 공격 등의 성능 지표를 사용하여 측정된다.
• 차별 분석(DA)은 일반 이미지의 픽셀에 작은 변화를 주었을 때 암호화된 이미지의 변화를 평가하기 위해 사용되며, 주요 기준으로는 픽셀 변화율(NPCR)과 통합 평균 변화 강도(UACI)가 있다.
• 통계 분석(SA)은 알고리즘의 암호화 강도를 검증하기 위해 상관 계수(CC)와 히스토그램 분석(HA)을 사용한다.
• 정보 엔트로피(IE)는 이미지의 무작위성을 나타내며, 좋은 암호화 알고리즘의 엔트로피 범위는 [0, 8]이다.
• 잡음 공격(NA)은 효율적인 이미지 암호화에 중요한 요소로, 사용자에 의한 불특정 한 잡음이 암호화된 이미지에 추가될 때 복구할 수 없게 만든다.

DNA 기반 이미지 암호화 기법의 발전

• 최근 DNA 기반 이미지 암호화 기술이 초저전력 소모, 정보 밀도, 그리고 대규모 병렬 처리로 인해 연구자들의 주목을 받고 있다.
• 이 기술은 전통적인 암호화 기법에 비해 뛰어난 장점을 가지고 있지만, 단독으로는 현대 암호화 알고리즘의 필요를 만족시키지 않는다.
• 따라서 DNA 기반 암호화 알고리즘은 더 안전한 이미지 암호화 방법을 달성하기 위해 혼돈 기반 이미지 암호화와 결합되고 있으며, 다양한 연구에서 이론적 분석과 통계적 강인성을 조사하고 있다.
• 또한 혼돈 함수와 DNA 코딩을 결합한 안전한 이미지 암호화 기법이 제안되었고, 그 과정에서 RGB 색상 구성 요소의 섞기 및 난수 기반 확산 메커니즘이 활용된다.
• 마지막으로, 경량화된 이미지 암호화 기법이 제안되어 통계적 공격과 차등 공격에 강한 성능을 보인다.

세포 자동자 기반 이미지 암호화 기술

• 세포 자동자(CA)는 예측 불가능성, 동질성, 병렬성 및 소프트웨어 및 하드웨어 시스템에서의 쉬운 실행 특성 덕분에 이미지 암호화에 광범위하게 사용된다.
• 비균일 세포 자동자와 하이퍼 카오틱 함수에 기반한 프레임워크가 제안되어 제한된 역행 규칙 문제를 해결했으며, 이 기술은 픽셀 위치를 재배치하여 혼란을 생성하는 데 CA를 사용한다.
• 새로운 알고리즘에서는 SHA 256 해시 값을 사용하여 비밀 키와 초기 값을 생성하고, 동적 DNA 인코딩 방식을 도입하여 암호화를 수행한다.
• 다양한 연구에서 셀룰러 오토마타와 하이브리드 하이퍼 카오틱 시스템에 기반한 색상 이미지 암호화 기술이 개선되어 제안되었다.
• 최근 2D 하이브리드 카오틱 맵 이미지 암호화 기술이 안전한 이미지 전송을 위해 발표되었으며, 기존 알고리즘과 비교하여 향상된 성능을 보였다.

변환 영역에서의 이미지 암호화 기술

• 변환 기반 암호화는 광범위하게 이미지 암호화에 사용되며, 이미지 데이터는 정수 코사인 변환(DCT), 이산 웨이블릿 변환(DWT), 기하학 변환(GT) 및 푸리에 변환(FT)을 통해 공간 영역에서 주파수 영역으로 변경된다.
• Yao et al.은 색상 이미지를 회색으로 변환하는 암호화 방법을 도입하였고, Li et al.은 여러 이미지를 암호화하는 기술을 제안하며 다양한 실험으로 성능을 검증하였다.
• 2018년에 Ren et al.은 비대칭 이미지 암호화 기법을 제시하여 pixel scrambling과 random-mask를 사용하여 이미지를 스크램블하였다.
• Kumar et al.은 의료 이미지를 안전하게 보호하기 위해 로지스틱 배열을 사용하는 강력한 이미지 암호화 방법을 개발하였으며, 기존 암호화 기술의 한계를 극복하기 위한 여러 새로운 방법들이 소개되었다.
• 여러 연구들이 다양한 변환 기반 이미지 암호화 기술의 성능을 평가하기 위한 지표를 제시하였으며, 최근의 연구들은 강력한 키 감도와 뛰어난 내성을 목표로 하고 있다.

위치-시간 영역의 이미지 암호화 기술

• 최근 몇 년 간, 결합 맵 격자(CML) 기반의 위치-시간 혼돈 시스템이 안전한 통신에 있어 놀라운 특성을 보여 주며 연구자들의 주목을 받았다.
• 이 혼돈 시스템은 더 큰 매개변수 공간과 Ляпунов 지수의 스펙트럼, 그리고 의사-무작위 혼돈 시리즈를 갖는다.
• CML은 이미지 암호화 목적에 적합한 선택으로 간주되며, 혼돈 및 맞춤형 Globally Coupled Map Lattices에 기반한 색상 이미지 암호화 방식이 제안되었다.
• 제안된 방식은 네 가지 단계로 구성되어 RGB 이미지를 색상 분해 방법을 통해 세 가지 구성 요소로 분해하고, 원본 이미지와 같은 크기의 키 이미지를 생성하는 데 사용된다.
• 이미지는 네 개의 이미지(즉, 빨간 이미지, 초록 이미지, 파란 이미지 및 RGB 이미지)로 나뉘어 섞이게 되며, 마지막으로 혼동 작업을 수행하여 네 개 이미지 중 키 이미지를 선택한 후, 남은 세 이미지를 결합하여 암호 이미지가 생성된다.