웹 애플리케이션은 클라이언트의 로그인 여부(인증)를 확인하기위해서 서버는 아래 3가지 방법을 대표적으로 사용한다.
- 쿠키
- 세션
- 토큰
==쿠키방식의 단점==
- 보안에 취약하다
- 쿠키에는 용량 제한이 있어 많은 정보를 담을 수 없다
- 웹 브라우저마다 쿠키에 대한 지원 형태가 다르기때문에 브라우저간 공유가 불가능하다
- 쿠키의 사이즈가 커질수록 네트워크에 부하가 심해진다
==세션방식의 단점==
- 세션 ID자체를 탈취당하는 보안문제가 있다
- 서버에서 세션을 유지하기때문에 stateless하지않다
토큰 인증
토큰 기반 인증 시스템은 클라이언트가 서버에 접속을 하면 서버에서 해당 클라이언트에게 인증되었다는 의미로 '토큰'을 부여한다. 이 토큰은 유일하며 토큰을 받는 클라이언트는 또 다시 서버에 요청을 보낼 때 요청 헤더에 토큰을 심어서 보냄으로써 서버는 토큰일치 여부를 체크하고 인증 과정을 처리한다.
기존의 세션기반 인증은 서버가 파일이나 데이터베이스에 세션 정보를 가지고 있어야하고 이를 조회하는 과정이 필요하기때문에 많은 오버헤드가 발생한다.
토큰은 세션과 달리 서버가 아닌 클라이언트에 저장되기때문에 메모리나 스토리지 등을 통해 세션을 관리했던 서버의 부담을 덜 수 있다.
[서버 기반 vs 토큰 기반]
서버(세션) 기반 인증 시스템
서버의 세션을 사용해 사용자 인증을 하는 방법으로 서버측(서버 램 or 데이터베이스)에서 사용자의 인증정보를 관리하는 것을 의미한다.
그러다 보니, 클라이언트로부터 요청을 받으면 클라이언트의 상태를 계속에서 유지해놓고 사용한다.
(Stateful) 이는 사용자가 증가함에 따라 성능의 문제를 일으킬 수 있으며 확장성이 어렵다는 단점을 지닌다.
토큰 기반 인증 시스템
이러한 단점을 극복하기 위해서 "토큰 기반 인증 시스템"이 나타났다.
인증받은 사용자에게 토큰을 발급하고, 로그인이 필요한 작업일 경우 헤더에 토큰을 함께 보내 인증받은 사용자인지 확인한다.
이는 서버 기반 인증 시스템과 달리 상태를 유지하지 않으므로 Stateless 한 특징을 가지고 있다.
JWT
JSON Web Token의 약자로 인증에 필요한 정보들을 암호화시킨 JSON토큰을 의미한다.
==JWT구조==
JWT는 .
을 구분자로 나누어지는 세 가지 문자열의 조합구조를 가지고 있다.Header.Payload(내용).Signature(서명)
Header
에는 JWT에서 사용할 타입과 해시알고리즘의 종류가 담겨있다Payload
는 서버에서 첨부한 사용자 권한 정보와 데이터가 담겨있다Signature
에는 Header
, Payload
를 Base64 URL-safe Encode를 한 이후 Header
에 명시된 해시함수를 적용하고 개인키로 서명한 전자서명이 담겨있다.
예시Header
{
"alg": "HS256",
"typ": "JWT"
}
Payload
{
"sub": "123467890",
"name": "John Doe",
"iat": 1516239022
}
페이로드에는 미리 정의된 데이터 타입이 존재한다.
- Registed claims: 미리 정의된 클레임
- iss(발행자),
- exp(만료시간),
- sub(제목),
- iat(발행시간),
- jti(JWI ID)
- Public claims: 사용자가 정의할 수 있는 클레임, 공개용 정보 전달을 위해 사용
- Private claims: 해당하는 당사자들 간에 정보를 공유하기 위해 만들어진 사용자 지정 클레임. 외부에 공개되어도 상관없지만 해당 유저를 특정할 수 있는 정보들을 담는다.
[!어떻게 보안을 유지하는걸까?]
Header와 Payload는 단순히 인코딩된 값이기때문에 제 3자가 복호화 및 조작할 수 있지만 Signature는 서버 측에서 관리하는 비밀키가 유출되지 않는 이상 복호화 할 수 없다.
즉, Signature는 토큰의 위변조 여부를 확인하는데 사용된다.
==JWT의 단점==
- 토큰 자체에 정보를 담고 있으므로 양날의 검이 될 수 있다.
- 토큰의 Payload에 3종류의 클레임을 저장하기때문에 정보가 많아질수록 토큰의 길이가 늘어나 네트워크에 부하를 줄 수 있다.
- Payload자체는 암호화 된 것이 아니라 인코딩된 정보이기때문에 중간에 Payload를 탈취하여 디코딩하면 데이터를 볼 수 있다. 따라서 Payload에는 중요한 데이터를 넣어서는 안된다.
- stateless특징을 갖기때문에 토큰은 클라이언트 측에서 관리하고 저장한다. 때문에 토큰 자체를 탈취당하면 대처하기가 어렵다.
JWT의 Access Token / Refresh Token
제 3자에게 토큰을 탈취당할 수 있다는 위험성때문에 그대로 사용하는 것이 아니라 Access Token, Refresh Token으로 이중으로 나누어 인증을 하는 방식을 실무에서 취하고 있다.
==Access Token==
클라이언트가 갖고있는 실제 유저의 정보가 담긴 토큰으로 클라이언트에서 요청이 오면 서버에서 해당 토큰에 있는 정보를 활용하여 사용자 정보에 맞게 응답을 진행
==Refresh Token==
새로운 Access Token을 발급해주기위해 사용하는 토큰으로 짧은 수명을 가지는 Access Token에게 새로운 토큰을 발급해주기위해 사용. 해당 토큰은 보통 데이터베이스에 유저 정보와 같이 기록된다.
Access Token은 접근에 관여하고, Refresh Token은 재발급에 관여하는 토큰이다.
Access Token만을 사용하여 클라이언트를 인증할 수 있지만 제 3자에게 토큰을 탈취당할 경우 보안에 매우 취약하며 이러한 점을 막기위해 Access Token에 유효시간을 부여하여 문제를 해결하수는 있지만 사용자가 로그인을 자주해야하는 불편함이 있다.
이러한 단점들을 보완하기위해 Refresh Token을 사용한다.
==Refersh Token을 이용한 인증 동작방식은 아래와같다.==
사용자가 처음 로그인 했을 때 서버는 로그인 성공 응답을 줌과 동시에 클라이언트에게 Access Token
과 Refresh Token
을 동시에 발급하고 서버는 발급한 Refresh Token
정보를 데이터베이스에 저장한다.
클라이언트는 Access Token
과 Refresh Token
을 쿠키, 웹스토리지 등에 저장하고 요청이 있을 때마다 이 둘을 헤더에 담아서 보낸다.
Refresh Token
은 긴 유효시간을 가지면서 Access Token이 만료됐을 때 새로 재발급해주는 열쇠가 된다. 따라서 만일 만료된 Access Token
을 서버에 보내면 서버는 헤더에 담겨 같이 보내진 Refresh Token
을 DB에 있는 것과 비교해서 일치하면 다시 Access Token
을 재발급해준다.
그리고 사용자가 로그아웃을 하면 저장소에서 Refresh Token
을 삭제하여 사용이 불가능하도록한다.
==Access / Refresh Token 재발급 원리==
기본적으로 로그인 같은 과정을 하면 Access Token과 Refresh Token을 모두 발급한다.
이 때 Refersh Token만 서버DB에 저장하며 Refresh Token과 Access Token을 쿠키 혹은 웹스토리지에 저장한다.- 사용자가 인증이 필요한 API에 접근을 시도할 때 가장먼저 토큰을 검사한다.
case1: Access Token과 Refresh Token모두 만료된 경우 -> 에러 발생(재로그인하여 둘 다 새로 발급)
case2: Access Token은 만료됐지만 Refresh Token이 유효한 경우 -> Refresh Token을 검증하여 Access Token을 재발급
case3: Access Token은 유효하지만 Refresh Token이 만료된 경우 -> Access Token을 검증하여 Refresh Token 재발급
- 사용자가 인증이 필요한 API에 접근을 시도할 때 가장먼저 토큰을 검사한다.
로그아웃을 하면 Access Token과 Refresh Token을 모두 만료시킨다.
[!팁]
[Refresh Token을 검증하여 Access Token 재발급]
클라이언트에 있는 Refresh Token과 DB에 저장되어있는 Refresh Token의 일치성을 확인한뒤 Access Token을 재발급한다.[Access Token을 검증하여 Refresh Token 재발급]
Access Token이 유효하다라는 것은 이미 인증된 것이기때문에 바로 Refresh Token을 재발급
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