인증 쿠키와 세션 JWT

HTTP 프로토콜의 특징

1. connectionless클라이언트가 request를 서버로 보내면 서버는 클라이언트가 보낸 request에 맞게 response를 보내고 연결을 끊는다.
2. 클라이언트와 서버가 요청과 응답을 한 번 주고받으면 연결을 끊어버리는 특징
3. Stateless예를들어 메인페이지에서 로그인을 하고 다른 페이지로 넘어가면 더시 로그인을 해야한다.
4. 요청과 응답으로인해 통신이 끝난다면 상태 정보를 유지하지 않는 특징.

이런 특징들 때문에 쿠키와 세션 혹은 jwt를 이용하여 사용자 인증에 대한 정보를 유지할 수 있다.

📍 쿠키

쿠키는 클라이언트에 저장되는 Key와 Value로 이루어진 데이터

인증 유효 시간을 설정할 수 있고 유효 시간이 정해진다면 클라이언트가 종료되어도 쿠키가 유지된다.

쿠키의 동작 방식

1. 클라이언트가 로그인 요청
2. 서버에서 쿠키 생성후 클라이언트로 전달
3. 클라이언트가 서버로 요청르 보낼때 쿠키를 전송
4. 쿠키를 이용해 유저 인증을 진행

쿠키는 한 도메인에 20개 쿠키당 4KB 총 300개 저장이 가능하다.

문제점

사용자 인증에 대한 정보를 모두 클라이언트가 가지고 있다.

http 요청을 탈취당할 경우 쿠키 자체를 탈취당해 사용자 정보를 모두 빼앗길 수 있다.

때문에 쿠키 자체는 보안과 상관이 없는 장바구니, 자동로그인 설정 등에 이용한다.

📍세션

세션은 쿠키를 기반으로 하지만 클라이언트에 저장하는 쿠키와는 다르게 서버에 저장하여 관리한다.

서버에서는 클라이언트를 구별하기 위해 각각의 세션ID를 클라이언트마다 부여해 쿠키에 저장하며 클라이언트가 종료되기 전까지 유지한다.

클라이언트에 저장하는 쿠키보다는 보안이 좋다. 하지만 사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 된다.

세션의 동작 방식

1. 클라이언트가 서버에 접속 시 세션 ID를 발급받습니다.
2. 클라이언트는 세션 ID에 대해 쿠키를 사용해서 저장하고 가지고 있습니다.
3. 클라리언트는 서버에 요청할 때, 이 쿠키의 세션 ID를 서버에 전달해서 사용합니다.
4. 서버는 세션 ID를 전달 받아서 별다른 작업없이 세션 ID로 세션에 있는 클라언트 정보를 가져옵니다.
5. 클라이언트 정보를 가지고 서버 요청을 처리하여 클라이언트에게 응답합니다.

문제점

세션 하이재킹 공격이 가능하니 세션의 유효시간을 만들어 예방

세션 저장소를 서버에서 관리하기 때문에 사용자가 많아지면 많아질수록 서버에 걸리는 부하가 증가한다.

📍JWT

JWT 는 Json Web Token의 약자로 인증에 필요한 정보들을 암호화시킨 토큰을 말한다.

세션방식처럼 토큰자체를 쿠키에 담아서 보내줄 수도 있고 HTTP 헤더에 담아서 보내줄 수도 있다.

JWT의 구조

JWT는 Header Paylaod Signature 3부분으로 이루어지며 Json형태인 각 부분은 Base64로 인코딩 되어 표현된다. 또한 각각이 부분을 이어 주기 위해.구분자를 사용하여 구분한다.

추가로 Base64는 암호화된 문자열이 아니고 같은 문자열에 대해 항상 같은 인코딩 문자열을 반환한다.

1.Hearder(헤더)

토큰의 헤더는 typ와 alg 두가지 정보로 구성된다.

• typ: 토큰의 타입을 지정 ex) JWT
• alg: 알고리즘 방식을 지정하며, 서명(Signature) 및 토큰 검증에 사용 ex) HS256(SHA256) 또는 RSA

 { "alg": "HS256", "typ": JWT }

2.PAYLOAD(페이로드)

토큰의 페이로드에는 토큰에서 사용할 정보의 조각들인 클레임(Claim)이 담겨있다.

클레임은 총 3가지로 나누어지며 Json(Key/Value)형태로 다수의 정보를 넣을 수 있다.

2.1 등록된 클레임(Registered Claim)

등록된 클레임은 토큰 정보를 표현하기 위해 이미 정해진 종류의 데이터들로 모두 선택적으로 작성이 가능하며 사용할 것을 권장한다 또한 JWT를 간결하게 하기 위해 key는 모두 길이 3의 String이다. 여기서 Subject로는 unique한 값을 사용하는데 사용자 이메일을 주로 사용한다.

• iss: 토큰 발급자(issuer)
• sub: 토큰 제목(subject)
• aud: 토큰 대상자(audience)
• exp: 토큰 만료 시간(expiration), NumericDate 형식으로 되어 있어야 함 ex) 1480849147370
• nbf: 토큰 활성 날짜(not before), 이 날이 지나기 전의 토큰은 활성화되지 않음
• iat: 토큰 발급 시간(issued at), 토큰 발급 이후의 경과 시간을 알 수 있음
• jti: JWT 토큰 식별자(JWT ID), 중복 방지를 위해 사용하며, 일회용 토큰(Access Token) 등에 사용

2.2 공개 클레임(Public Claim)

공개 클레임은 사용자 정의 클레임으로 공개용 정보를 위해 사용된다. 충볼방지를 위해 URI포맷을 이용한다.

예시

{ "<https://y00ns00.tistory.com>": true }

2.3비공개 클레임(Private Claim)

비공개 클레임은 사용자 정의 클레임으로 서버와 클라이언트 사이에 임의로 지정한 정보를 저장한다.

예시

{ "token_type": access }

Signature(서명)

서명(Signature)는 토큰을 인코딩하거나 유효성 검증을할 때 사용하는 고유한 암호화 코드이다.

서명(Signature)은 위에서 만든 헤더(Header)와 페이로드(Payload)의 값을 각각 BASE64로 인코딩하고 인코딩한 값을 비밀키를 이용해 헤더(Header)에서 정의한 알고리즘으로 해싱을 하고, 이 값을 다시 BASE64로 인코딩하여 생성한다.

[ JWT 토큰 예시 ]

아래의 그림은 생성된 JWT의 예시이다.

생성된 토큰은 HTTP 통신을 할 때 Authorization이라는 key의 value로 사용된다. 일반적으로 value에는 Bearer이 앞에 붙여진다.

{"Authorization": "Bearer {생성된 토큰 값}",}

토큰인증 동작 방식

1. 클아이언트가 로그인 요청
2. 서버에서 유저의 고유한 ID와 다른 인증 정보들과 함께 Payload에 담는다.
3. JWT의 유효기간 설정 및 옵션을 설정해준다.
4. Secret Key를 이용해 토큰을 발급한다.
5. 발급된 토큰은 클라이언트에 쿠키 혹은 로컬 스토리지 등에 저장하여 요청을 보낼 때 마다 같이 보낸다.
6. 서버는 토큰을 Secret Key로 복호화하여 검증하는 과정을 거친다.
7. 검증이 완료되면 대응하는 데이터를 보내준다.

[ JWT 단점 및 고려사항 ]

• Self-contained: 토큰 자체에 정보를 담고 있으므로 양날의 검이 될 수 있다.
• 토큰 길이: 토큰의 페이로드(Payload)에 3종류의 클레임을 저장하기 때문에, 정보가 많아질수록 토큰의 길이가 늘어나 네트워크에 부하를 줄 수 있다.
• Payload 인코딩: 페이로드(Payload) 자체는 암호화 된 것이 아니라, BASE64로 인코딩 된 것이다. 중간에 Payload를 탈취하여 디코딩하면 데이터를 볼 수 있으므로, JWE로 암호화하거나 Payload에 중요 데이터를 넣지 않아야 한다.
• Stateless: JWT는 상태를 저장하지 않기 때문에 한번 만들어지면 제어가 불가능하다. 즉, 토큰을 임의로 삭제하는 것이 불가능하므로 토큰 만료 시간을 꼭 넣어주어야 한다.
• Tore Token: 토큰은 클라이언트 측에서 관리해야 하기 때문에, 토큰을 저장해야 한다.

발급된 JWT는 삭제가 불가능하다.

세션 같은 경우에는 악의정으로 사용된다면 해당 세션을 삭제하면 된다.

토큰은 탈취당하게 되면 유효 시간이 종료되기 전까지는 탈취자가 얼마든지 악의적으로 사용이 가능하다.

그래서 Refresh Token이라는 것을 이용해 피해를 조금이라도 줄일 수 있다.

 

 

 

참조 : https://interconnection.tistory.com/74