Cookie & Session

HTTPS

HTTP + Secure -> HTTP 프로토콜 내용을 암호화
Hyper Text Transfer Protocol Secure Socket layer

HTTP over SSL(TLS), HTTP over Secure라고 부르기도 한다.

HTTP요청을 SSL 혹은 TLS라는 알고리즘을 이용해 HTTP 통신을 하는 과정에서 내용을 암호화하여 데이터를 전송하는 방법이다.

HTTP보다 상대적으로 안전한 방법이고 데이터 제공자의 신원을 보장받을 수 있다.
데이터 제공자의 신원을 확인하고 보장받는 게 인증에서 중요한 이유

• 클라이언트는 데이터 제공자가 제공해준 데이터를 사용할 수 밖에 없다.
  클라이언트는 서버에 데이터 요청을 하고 이후 받은 데이터를 이용해서 화면을 렌더링하는 등의 작업을 해야한다.
• 그렇기 때문에 요청 및 응답을 중간에서 가로채는 중간자 공격에 취약하다.
  중간자 공격은 클라이언트와 서버 사이에서 공격자가 서로의 요청, 응답의 데이터를 탈취 및 변조하여 다시 전송하는 공격이다.
  데이터가 중간에 다른 도메인을 거쳐서 전달되기 때문에 서버가 해당 데이터는 https://example.com 도메인에서 제공되었습니다. 라는 추가 데이터를 응답객체에 실어 보낸다면 중간자 공격으로 인해 다른 도메인에서 데이터를 받은 클라이언트는 데이터를 제공한 도메인과 전달받은 내용의 도메인을 비교하여 중간자 공격이 존재하는지 아닌지 확인할 수 있다.
  물론 중간자 공격으로 인해 이런 추가 데이터 또한 변조할 수 있기 때문에 해당 데이터를 암호화시키는 작업이 필요하다.

암호화

HTTPS 프로토콜의 특징 중 하나는 암호화된 데이터를 주고받기 때문에 중간에 탈취되더라도 정확한 키로 복호화하기 전까지는 그 내용을 알아볼 수 없다.

인증서

브라우저가 응답과 함께 전달된 인증서 정보를 확인할 수 있다. 브라우저는 인증서에서 해당 인증서를 발급한 CA 정보를 확인하고 인증된 CA가 발급한 인증서가 아니라면 경고창을 띄워 서버와 연결이 안전하지 않다는 화면을 보여준다.

브라우저는 인증서의 도메인과 데이터를 제공한 제공자의 도메인을 비교할 수 있기 때문에 인증서의 도메인 정보와 데이터 제공자의 도메인 정보가 다른 중간자 공격을 감지하여 보안 위협으로부터 사용자 및 사용자의 데이터를 보호할 수 있다. 또한 경고를 직접 보여줌으로써 브라우저들은 인증된 CA가 발급한 인증서를 이용하여 데이터를 제공하는 안전한 서버를 사용할 수 있게 사용자를 유도한다.

사설 인증서 발급 및 HTTPS 서버 구현

mkcert라는 프로그램을 이용해서 로컬 환경(내 컴퓨터)에서 신뢰할 수 있는 인증서를 만들 수 있다.

brew install mkcert

mkcert -install

mkcert -key-file key.pem -cert-file cert.pem localhost 127.0.0.1 ::1

옵션으로 추가한 localhost, 127.0.0.1, ::1 에서 사용할 수 있는 인증서가 완성되었다.

cert.pem, key.pem이라는 파일이 생성되는 데 git에 커밋하지 않고 암호처럼 다루어야 한다.

이렇게 생성한 인증서 파일들을 HTTPS 서버에 적용해주는 작업이 필요하다.

const https = require('https');
const fs = require('fs');
const express = require('express');

const app = express();

https
  .createServer(
    {
      key: fs.readFileSync(__dirname + '/key.pem', 'utf-8'),
      cert: fs.readFileSync(__dirname + '/cert.pem', 'utf-8'),
    },
    app.use('/', (req, res) => {
      res.send('Congrats! You made https server now :)');
    })
  )
  .listen(3001);

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Hashing

Encryption 암호화

암호화는 일련의 정보를 임의의 방식을 사용하여 다른 형태로 변환하여 해당 방식에 대한 정보를 소유한 사람을 제외하고 이해할 수 없도록 알고리즘을 이용해 정보를 관리하는 과정

Hashing

어떤 문자열에 임의의 연산을 적용하여 다른 문자열로 변환하는 것

1. 모든 값에 대해 해시 값을 계산하는데 오래걸리지 않아야 한다.
2. 최대한 해시 값을 피해야 하며 모든 값은 고유한 해시 값을 가진다.
3. 아주 작은 단위의 변경이라도 완전히 다른 해시 값을 가져야 한다.

Salt

암호화해야 하는 값에 어떤 별도의 값을 추가하여 결과를 변형하는 것

1. 암호화만 해놓는다면 해시된 결과가 늘 동일
   해시된 값과 원래 값을 테이블(레인보우 테이블)로 만들어서 decoding 해버리는 경우도 생긴다.
2. 원본값에 임의로 약속된 별도의 문자열을 추가하여 해시를 진행한다면 기존 해시값과 전혀 다른 해시값이 반환되어 알고리즘이 노출되더라도 원본값을 보호할 수 있도록 하는 안전 장치
3. 기존 : 암호화 하려는 값 ⇒ hash 값
   Salt 사용 : 암호화 하려는 값 + Salt용 값 ⇒ hash 값

Salt 사용 시 주의점

1. Salt는 유저와 패스워드 별로 유일한 값을 가져야 한다.
2. 사용자 계정을 생성할 때와 비밀번호를 변경할 때 마다 새로운 임의의 Salt를 사용해서 해싱해야 한다.
3. Salt는 절대 재사용하지 말아야 한다.
4. Salt는 DB의 유저 테이블에 같이 저장되어야 한다.

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Cookie

Cookie란,

• 어떤 웹사이트에 들어갔을 때 서버가 일방적으로 클라이언트에 전달하는 작은 데이터
• 서버가 웹 브라우저에 정보를 저장하고 불러올 수 있는 수단 중 하나
• 해당 도메인에 대해 쿠키가 존재하면 웹 브라우저는 도메인에게 http 요청 시 쿠키를 함께 전달
• 사용자 선호, 테마 등 장시간 보존해야하는 정보 저장에 적합

Cookie Options

서버는 쿠키를 이용하여 데이터를 저장하고 원할 때 이 데이터를 다시 불러와 사용할 수 있다. 하지만 데이터를 저장한 이후 아무 때나 데이터를 가져올 수 없다. 데이터를 저장한 이후 특정 조건들이 만족하는 경우에만 다시 가져올 수 있다. 이런 조건들은 쿠키 옵션으로 표현한다.

1. Domain
   쿠키 옵션에서 도메인은 포트 및 서브 도메인 정보, 세부 경로를 포함하지 않음. 여기서 서브 도메인은 www같은 도메인 앞에 추가로 작성되는 부분을 말한다. 만약 쿠키 옵션에서 도메인 정보가 존재한다면 클라이언트에서는 쿠키의 도메인 옵션과 서버의 도메인이 일치해야만 쿠키를 전송할 수 있다.
2. Path
   세부 경로는 서버가 라우팅할 때 사용하는 경로, 명시하지 않으면 기본적으로 / 로 설정되어 있다.Path 옵션의 특징은 설정된 path를 전부 만족하는 경우 요청하는 Path가 추가로 더 존재하더라도 쿠키를 서버에 전송할 수 있다. 즉 Path가 /users로 설정되어 있고 요청하는 세부 경로가 /users/login인 경우라면 쿠키 전송이 가능하다. 하지만 /user/login으로 전송되는 요청은 Path옵션을 만족하지 못하기 때문에 서버로 쿠키를 전송할 수 없다.
3. MaxAge or Expires
   쿠키가 유효한 기간을 정하는 옵션이다. MaxAge는 아프올 몇 초 동안 쿠키가 유효한지 설정하는 옵션이다. Expires는 MaxAge와 비슷하지만 언제까지 유효한지 Date를 지정한다. 이때 클라이언트의 시간을 기준으로 한다. 이후 지정된 시간, 날짜를 초과하게 되면 쿠키는 자동으로 파괴된다. 하지만 두 옵션이 모두 지정되지 않는 경우에는 브라우저의 탭을 닫아야만 쿠키가 제거될 수 있다.
4. Secure
   쿠키를 전송해야 할 때 사용하는 프로토콜에 따른 쿠키 전송 여부를 결정한다.
   만약 해당 옵션이 true로 설정된 경우 HTTPS 프로토콜을 이용하여 통신하는 경우에만 쿠키를 전송할 수 있다.
5. HttpOnly
   자바스크립트에서 브라우저의 쿠키에 접근 여부를 결정한다. 만약 해당 옵션이 true로 설정된 경우 자바스크립트에서는 쿠키에 접근이 불가하다. 명시되지 않는 경우 기본으로 false로 지정되어 있다. 만약 이 옵션이 false인 경우 자바스크립트에서 쿠키에 접근이 가능하므로 XSS공격에 취약하다.
6. SameSite
   Cross-Origin 요청을 받은 경우 요청에서 사용한 메소드와 해당 옵션의 조합으로 서버의 쿠키 전송 여부를 결정하게 된다. 사용 가능한 옵션은 다음과 같다.
   - Lax : Cross-Origin 요청이면 GET메소드에 대해서만 쿠키를 전송할 수 있다.
   - Strict : Cross-Origin이 아닌 same-site인 경우에만 쿠키를 전송할 수 있다.
   - None : 항상 쿠키를 보내줄 수 있다. 다만 쿠키 옵션 중 Secure 옵션이 필요하다. 이때 same-site는 요청을 보낸 Origin과 서버의 도메인이 같은 경우를 말한다.
   이러한 옵션들을 지정한 다음 서버에서 클라이언트로 쿠키를 처음 전송하게 된다면 헤더에 Set-Cookie라는 프로퍼티에 쿠키를 담아 쿠키를 전송하게 된다. 이후 클라이언트 혹은 서버에서 쿠키를 전송해야 한다면 클라이언트는 헤더에 Cookie라는 프로퍼티에 쿠키를 담아 서버에 쿠키를 전송하게 된다.
   

쿠키를 이용한 상태 유지

이러한 쿠키의 특성을 이용하여 서버는 클라이언트에 인증정보를 담은 쿠키를 전송하고 클라이언트는 전달받은 쿠키를 요청과 같이 전송하여 Stateless한 인터넷 연결을 Stateful하게 유지할 수 있다. 하지만 기본적으로 쿠키는 오랜 시간 동안 유지될 수 있고 자바스크립트를 이용해서 쿠키에 접근할 수 있기 때문에 쿠키에 민감한 정보를 담는 것은 위험하다. 이런 인증정보를 탈취하여 서버에 요청을 보낸다면 서버는 누가 요청을 보낸 건지 상관하지 않고 인증된 유저의 요청으로 취급하기 때문에 개인 유저 정보 같은 민감한 정보에 접근이 가능하다.

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Session

• 서버가 Client에 유일하고 암호화된 ID를 부여
• 중요 데이터는 서버에서 관리

로그인을 통해 인증 정보가 저장되고 인증된 사용자가 어떤 식으로 웹사이트를 이용하는가

1. 사용자가 웹사이트에서 아이디 및 비밀번호를 이용해서 로그인을 시도함
2. 로그인에 성공하면 서버는 인증(Authentication)에 성공했다고 판단. 인증에 따라 리소스의 접근 권한이 달라짐.
3. 서버와 클라이언트에 각각 다음과 같은 것이 필요함
   • 서버는 사용자가 인증에 성공했음을 알고 있어야 한다.
   • 클라이언트는 인증 성공을 증명할 수단을 갖고 있어야 한다.

• 사용자가 인증에 성공한 상태를 세션이라고 부른다.
  • 서버는 일종의 저장소에 세션을 저장한다. 주로 in-memory 또는 세션 스토어(redis 등과 같은 트랜잭션이 빠른 DB)에 저장한다.
• 세션이 만들어지면 각 세션을 구분할 수 있는 세션 아이디도 만들어지는데 보통 클라이언트에 세션 성공을 증명할 수단으로써 세션 아이디를 전달한다.

4. 이때 웹 사이트에서 로그인을 유지하기 위한 수단으로 쿠키를 사용한다. 쿠키에는 서버에서 발급한 세션 아이디를 저장한다.
5. 쿠키를 통해 유요한 세션 아이디가 서버에 전달되고 세션 스토어에 해당 세션이 존재한다면 서버는 해당 요청에 접근 가능하다고 판단한다. 하지만 쿠키에 세션 아이디 정보가 없는 경우 서버는 해당 요청이 인증되지 않았음을 알려준다.

로그아웃

• 서버의 세션 정보를 삭제해야 한다.
• 클라이언트의 쿠키를 갱신해야 한다.

서버가 클라이언트의 쿠키를 임의로 삭제할 수는 없기 때문에 set-cookie로 세션 아이디의 키값을 무효한 값으로 갱신해야 한다.

Session 단점

• 서버에 저장하기 때문에 접속 유저가 많아지면 세션 유저 데이터가 메모리 같은 저장 공간의 일부분을 항상 차지하고 있게 될 수 있음
• XSS 공격에 취약

express-session

세션을 대신 관리해주는 모듈 (미들웨어)

req.session → 세션 객체

사용법