💥 서버 인증 방식
토큰 인증이란?
토큰 기반 인증 시스템은 클라이언트가 서버에 접속을 하면 서버에서 해당 클라이언트에게 인증되었다는 의미로 '토큰'을 부여한다. 이 토큰은 유일하며 토큰을 발급받은 클라이언트는 또 다시 서버에 요청을 보낼 때 요청 헤더에 토큰을 심어서 보낸다. 그러면 서버에서는 클라이언트로부터 받은 토큰을 서버에서 제공한 토큰과의 일치 여부를 체크하여 인증 과정을 처리하게 된다.
기존의 세션기반 인증은 서버가 파일이나 데이터베이스에 세션정보를 가지고 있어야 하고 이를 조회하는 과정이 필요하기 때문에 많은 오버헤드가 발생한다.하지만 토큰은 세션과는 달리 서버가 아닌 클라이언트에 저장되기 때문에 메모리나 스토리지 등을 통해 세션을 관리했던 서버의 부담을 덜 수 있다. 토큰 자체에 데이터가 들어있기 때문에 클라이언트에서 받아 위조되었는지 판별만 하면 되기 떄문이다.
[ 서버 기반 vs 토큰 기반 ]
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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.
토큰 인증 방식
1.사용자가 아이디와 비밀번호로 로그인을 한다.
2.서버 측에서 사용자(클라이언트)에게 유일한 토큰을 발급한다.
3.클라이언트는 서버 측에서 전달받은 토큰을 쿠키나 스토리지에 저장해 두고, 서버에 요청을 할 때마다 해당 토큰을 서HTTP 요청 헤더에 포함시켜 전달한다.
4.서버는 전달받은 토큰을 검증하고 요청에 응답한다.토큰에는 요청한 사람의 정보가 담겨있기에 서버는 DB를 조회하지 않고 누가 요청하는지 알 수 있다.
토큰 인증 방식의 단점
1.쿠키/세션과 다르게 토큰 자체의 데이터 길이가 길어, 인증 요청이 많아질수록 네트워크 부하가 심해질수 있다.
2.Payload 자체는 암호화되지 않기 때문에 유저의 중요한 정보는 담을 수 없다.
3.토큰을 탈취당하면 대처하기 어렵다. (따라서 사용 기간 제한을 설정하는 식으로 극복한다)
💥 JWT (JSON Web Token)
JWT(JSON Web Token)란 인증에 필요한 정보들을 암호화시킨 JSON 토큰을 의미한다. 그리고 JWT 기반 인증은 JWT 토큰(Access Token)을 HTTP 헤더에 실어 서버가 클라이언트를 식별하는 방식이다
JWT는 JSON 데이터를 Base64 URL-safe Encode 를 통해 인코딩하여 직렬화한 것이며, 토큰 내부에는 위변조 방지를 위해 개인키를 통한 전자서명도 들어있다.
따라서 사용자가 JWT 를 서버로 전송하면 서버는 서명을 검증하는 과정을 거치게 되며 검증이 완료되면 요청한 응답을 돌려준다.
JWT 구조
JWT는 . 을 구분자로 나누어지는 세 가지 문자열의 조합이다.
. 을 기준으로 좌측부터 Header, Payload, Signature를 의미한다.
Header 에는 JWT 에서 사용할 타입과 해시 알고리즘의 종류가 담겨있으며, Payload 는 서버에서 첨부한 사용자 권한 정보와 데이터가 담겨있다. 마지막으로 Signature 에는 Header, Payload 를 Base64 URL-safe Encode 를 한 이후 Header 에 명시된 해시함수를 적용하고, 개인키(Private Key)로 서명한 전자서명이 담겨있다.
JWT에서 서명을 위한 알고리즘 방식
1.HS256(HMAC SHA256)
- 보통 많이 쓰이는 방식
- 서버에서는 그 JWT를 검증을 해야하는데. 그 날아온 값이 헤더+페이로드+서버키를 이용해 HS256방식으로 암호화한 값이랑 클라이언트에서 보낸 시그니처 부분이랑 같으면 인증을 성공한다.
2.RS256(RSA)
- RS256이라고 하는 것은 RSA 암호화 알고리즘으로 JWT 서명 프로세스에 활용되며 HS256과 마찬가지로 무결성과 기밀성을 위해 쓰인다.
JWT 인증 과정
1.클라이언트가 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 로컬스토리지 등에 저장하여 요청을 보낼 때마다 같이 보낸다.
6.서버는 토큰을 Secret Key로 복호화하여 검증하는 과정을 거친다.
7.검증이 완료되면 대응하는 데이터를 보내준다.
JWT의 진짜 목적
JWT은 서명(인증)이 목적이다.
JWT는 Base64로 암호화를 하기 때문에 디버거를 사용해서 인코딩된 JWT를 1초만에 복호화할 수 있다. 복호화 하면 사용자의 데이터를 담은 Payload 부분이 그대로 노출되어 버린다. 그래서 페이로드에는 비밀번호와 같은 민감한 정보는 넣지 말아야 한다. 그럼 토큰 인증 방식 자체가 빛 좋은 개살구라고 생각할수도 있지만, 토큰의 진짜 목적은 정보 보호가 아닌, 위조 방지이다. 바로 위에서 소개했듯이,시그니처에 사용된 비밀키가 노출되지 않는이상 데이터를 위조해도 시그니처 부분에서 바로 걸러지기 때문이다.
JWT 장단점 정리
JWT 장점
1.Header와 Payload를 가지고 Signature를 생성하므로 데이터 위변조를 막을 수 있다.
2.인증 정보에 대한 별도의 저장소가 필요없다.
3.JWT는 토큰에 대한 기본 정보와 전달할 정보 및 토큰이 검증됬음을 증명하는 서명 등 필요한 모든 정보를 자체적으로 지니고 있다.
4.클라이언트 인증 정보를 저장하는 세션과 다르게, 서버는 무상태(StateLess)가 되어 서버 확장성이 우수해질 수 있다.
5.토큰 기반으로 다른 로그인 시스템에 접근 및 권한 공유가 가능하다. (쿠키와 차이)
6.OAuth의 경우 Facebook, Google 등 소셜 계정을 이용하여 다른 웹서비스에서도 로그인을 할 수 있다.
7.모바일 어플리케이션 환경에서도 잘 동작한다. (모바일은 세션 사용 불가능)
서버에서 가장 피해야 할 것은 데이터베이스 조회이다.
서버 자체가 죽는 경우도 있지만, 대부분 DB가 터져서 서버도 같이 죽는 경우가 허다하기 때문이다. 이런 점에서, JWT 토큰은 DB조회를 안해도 되는 장점을 가지고 있다는 점이다. 만일 payload에 유저이름과 유저등급 을 같이 두고 보내면, 서버에서는 유저이름을 가지고 DB를 조회해서 유저 등급을 얻지않아도 바로 원하는 정보를 취할수 있다.
JWT 단점
1.Self-contained : 토큰 자체에 정보를 담고 있으므로 양날의 검이 될 수 있다.
2.토큰 길이 : 토큰의 Payload에 3종류의 클레임을 저장하기 때문에, 정보가 많아질수록 토큰의 길이가 늘어나 네트워크에 부하를 줄 수 있다.
3.Payload 인코딩 : payload 자체는 암호화 된 것이 아니라 BASE64로 인코딩 된 것이기 때문에, 중간에 Payload를 탈취하여 디코딩하면 데이터를 볼 수 있으므로, payload에 중요 데이터를 넣지 않아야 한다.
4.Store Token : stateless 특징을 가지기 때문에, 토큰은 클라이언트 측에서 관리하고 저장한다. 때문에 토큰 자체를 탈취당하면 대처하기가 어렵게 된다.
JWT의 Access Token / Refresh Token 방식
JWT도 제 3자에게 토큰 탈취의 위험성이 있기 때문에, 그대로 사용하는것이 아닌 Access Token, Refresh Token 으로 이중으로 나누어 인증을 하는 방식을 현업에선 취한다.
- Access Token : 클라이언트가 갖고있는 실제로 유저의 정보가 담긴 토큰으로, 클라이언트에서 요청이 오면 서버에서 해당 토큰에 있는 정보를 활용하여 사용자 정보에 맞게 응답을 진행
- Refresh Token: 새로운 Access Token을 발급해주기 위해 사용하는 토큰으로 짧은 수명을 가지는 Access Token에게 새로운 토큰을 발급해주기 위해 사용. 해당 토큰은 보통 데이터베이스에 유저 정보와 같이 기록.
정리하자면, Access Token은 접근에 관여하는 토큰, Refresh Token은 재발급에 관여하는 토큰의 역할로 사용되는 JWT 이라고 말할 수 있다.
