보통 클라이언트가 인증을 확인하는 방식은 쿠키/세션/토큰 3가지 방식이 있다.

쿠키 인증

쿠키는 key-value 형식의 덩어리이다.
클라이언트가 어떠한 웹사이트를 방문할 경우, 그 사이트가 사용하고 있는 서버를 통해 클라이언트의 브라우저에 설치되는 작은 기록 정보 파일이다. 각 사용자마다의 브라우저에 정보를 저장하니 고유 정보 식별이 가능한 것이다.
expires(유효 일자)나 max-age(만료 기간) 옵션이 지정되어있지 않으면, 브라우저가 닫힐 때 쿠키도 함께 삭제된다. 이런 쿠키를 "세션 쿠키(session cookie)"라고 부른다.

• expires
  - 쿠키가 삭제되는 만료 날짜를 설정
  • 쿠키를 파기하는 속성. 해당 만료일은 UTC 시간을 기준으로 지정한다

const expired = new Date();
expired.setTime(expired.getTime() + expiresHour * 24 * 60 * 60 * 1000);

// 쿠키 예시 
document.cookie = `userId=adjh54; Path=/; Expires=${expired}`;

• max-age
  - 쿠키가 삭제될 시간을 초 단위로 설정
  • expries의 대안으로 쿠키의 만료시간을 설정할 수 있게 해주는 속성
  • Max-Age 라는 옵션을 통해 브라우저와는 별개로 쿠키를 외부파일로 저장하는 것이 가능

document.cookie = `userId=adjh54; Path=/; Max-Age=3600`;

인증방식

1. 브라우저(클라이언트)가 서버에 요청을 보낸다(접속).
2. 서버는 클라이언트의 요청에 대한 응답을 작성할 때, 클라이언트 측에 저장하고 싶은 정보를 응답 헤더의 Set-Cookie에 담는다.
3. 이후 해당 클라이언트는 매번 저장된 쿠키를 요총 헤더의 Cookie에 담아 보낸다.
   서버는 쿠키에 담긴 정보를 바탕으로 해당 요청의 클라이언트가 누군지 식별하거나 정보를 바탕으로 추천 광고를 띄우거나 한다.

단점

1. 보안에 취약하다 -> 요청 시 쿠키의 값을 그대로 보내기 때문에 유출 및 조작당할 위험이 존재.
2. 쿠키에는 용량 제한이 있어 많은 정보를 담을 수 없다.
3. 웹 브라우저마다 쿠키에 대한 지원 형태가 다르기 때문에 브라우저간 공유가 불가능.
4. 쿠키의 사이즈가 커질수록 네트워크에 부하가 심해진다.

세션 인증

쿠키의 보안적인 이슈 때문에, 세션은 비밀번호 등 클라이언트의 민감한 인증 정보를 브라우저가 아닌 서버 측에 저장하고 관리한다.
서버의 메모리나, 로컬파일, 데이터베이스에 저장한다.
핵심은 민감한 정보는 클라이언트에 보내지 말고 서버에서 모두 관리한다는 점이다.

세션 객체

세션 객체는 Key 에 해당하는 Session ID와 이에 대응하는 Value로 구성되어 있다.
Value에는 세션 생성 시간, 마지막 접근 시간 및 User가 저장한 속성 등이 Map 형태로 저장된다.

인증 방식

1. 유저가 웹사이트에서 로그인하면 세션이 서버 메모리(혹은 데이터베이스) 상에 저장된다.
   이때, 세션을 식별하기 위한 Session Id를 기준으로 정보를 저장한다.
2. 서버에서 브라우저에 쿠키에다가 Session Id를 저장한다.
3. 쿠키에 정보가 담겨있기 때문에 브라우저는 해당 사이트에 대한 모든 Request에 Session Id를 쿠키에 담아 전송한다.
4. 서버는 클라이언트가 보낸 Session Id 와 서버 메모리로 관리하고 있는 Session Id를 비교하여 인증을 수행한다.

단점

1. 쿠키를 포함한 요청이 외부에 노출되더라도 세션 ID 자체는 유의미한 개인정보를 담고 있지 않는다.
   그러나 해커가 세션 ID 자체를 탈취하여 클라이언트인척 위장할 수 있다는 한계가 존재
2. 서버에서 세션 저장소를 사용하므로 요청이 많아지면 서버에 부하가 심해진다.

Token 인증

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.

토큰은 세션과 달리 서버가 아닌 클라이언트에 저장되기 때문에 서버의 부담을 덜 수 있다. 토큰 자체에 데이터가 들어있기 때문에 클라이언트에서 받아 위조되었는지 판별만 하면 되기 때문

서버기반 vs 토큰기반

1. 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.
2. 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.

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.

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. 이를 위해 사용 기간 제한을 설정하는 식으로 극복.

JWT

인증에 필요한 정보들을 암호화시킨 JSON 토큰을 의미한다. JWT 기반 인증은 JWT 토큰을 HTTP 헤더에 실어 서버가 클라이언트를 식별하는 방식이다.
JWT는 JSON 데이터를 Base64 URL-safe Encode를 통해 인코딩하여 직렬화한 것이며 토큰 내부에는 위변조 방지를 위해 개인키를 통한 전자서명도 들어있다.

Base64 vs Base64 URL-safe Encode

1. Base64는 8비트의 이진 데이터를 문자코드에 영향을 받지 않는 공통 아스키 문자들로만 이루어진 일련의 문자열로 바꾸는 인코딩 방식이다.

2. Base64를 사용하면서 마지막 62,63번 글자가 +,/인 것과 pad(=)가 url에서 사용하는 문자라는 문제가 제기됐다. 이 문자들을 전송하게 되면 정상적으로 전송되지 않는 문제가 발생한다고 한다. 이 오류를 막기위해 등장한것이 Base64 URL-safe Encode 이다. pad(=)는 그대로 가져가지만, 브라우저에서 인식하지 않게끔 한다.

구조

JWT는 .을 구분자로 나누어지는 세가지 문자열의 조합이다.
Header, Payload, Signature을 의미한다.

1. Header

Header에는 JWT에서 사용할 타입과 해시 알고리즘의 종류가 담겨있다.

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

2. Payload

토큰에서 사용할 정보들의 조각인 Claim이 담겨있다.(실제 JWT를 통해서 알 수 있는 데이터)
즉 서버와 클라이언트가 주고받는 시스템에서 실제로 사용될 정보에 대한 내용을 담고 있는 섹션이다.

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "iat": 1516239022
}

페이로드는 정해진 데이터 타입은 없지만, 대표적으로 Registered claims, Public claims, Private claims 이렇게 세 가지로 나뉜다.

1.Registed claims : 미리 정의된 클레임.
2. Public claims : 사용자가 정의할 수 있는 클레임 공개용 정보 전달을 위해 사용.
3. Private claims : 해당하는 당사자들 간에 정보를 공유하기 위해 만들어진 사용자 지정 클레임. 외부에 공개되도 상관없지만 해당 유저를 특정할 수 있는 정보들을 담는다

3. Signature

시그니처에서 사용하는 알고리즘은 헤더에서 정의한 알고리즘 방식(alg)을 활용한다.

시그니처의 구조는 (헤더 + 페이로드)와 서버가 갖고 있는 유일한 key 값을 합친 것을 헤더에서 정의한 알고리즘으로 암호화를 한다.

인증 과정

1. 사용자가 ID, PW를 입력하여 서버에 로그인 인증을 요청한다.
2. 서버에서 클라이언트로부터 인증 요청을 받으면, Header, PayLoad, Signature를 정의한다.
   Hedaer, PayLoad, Signature를 각각 Base64로 한 번 더 암호화하여 JWT를 생성하고 이를 쿠키에 담아 클라이언트에게 발급한다.
3. 클라이언트는 서버로부터 받은 JWT를 로컬 스토리지에 저장한다. (쿠키나 다른 곳에 저장할 수도 있음)
   API를 서버에 요청할때 Authorization header에 Access Token을 담아서 보낸다.
4. 서버가 할 일은 클라이언트가 Header에 담아서 보낸 JWT가 내 서버에서 발행한 토큰인지 일치 여부를 확인하여 일치한다면 인증을 통과시켜주고 아니라면 통과시키지 않으면 된다.
   인증이 통과되었으므로 페이로드에 들어있는 유저의 정보들을 select해서 클라이언트에 돌려준다.
5. 클라이언트가 서버에 요청을 했는데, 만일 액세스 토큰의 시간이 만료되면 클라이언트는 리프래시 토큰을 이용해서 서버로부터 새로운 액세스 토큰을 발급받는다.

신뢰성을 가지는 이유

서버는 토큰 안에 들어있는 정보가 무엇인지 아는게 중요한 게 아니라 해당 토큰이 유효한 토큰인지 확인하는 것이 중요하기 때문에 클라이언트로부터 받은 JWT의 헤더, 페이로드를 서버의 key값을 이용해 시그니처를 다시 만들고 이를 비교하여 일치했을 경우 인증을 통과시킨다.

JWT는 인증이 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 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.

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

다만 이 JWT도 토큰 탈취의 위험성이 있기 때문에, Access Token과 Refresh Token으로 이중으로 나누어 인증을 한다.
둘다 같은 JWT이고 어디에 저장되고 관리되느냐의 차이일 뿐이다.

1. Access Token: 클라이언트가 갖고있는 실제로 유저의 정보가 담긴 토큰으로 클라이언트에서 요청이 오면 서버에서 해당 토큰에 있는 정보를 활용하여 사용자 정보에 맞게 응답을 진행
2. 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.