TIL(49)인증/보안(토큰)

codedot·2021년 11월 24일

인증/보안 (토큰) ✍🏻

토큰(Token - based Authentication) 📍

토큰기반 인증 사용 이유 📌

세션기반 인증은 서버(혹은DB)에 유저 정보를 담는 인증 방식이다.
서버에서는 유저가 민감하거나 제한된 정보를 요청할 때마다 "지금 요청을 보낸 유저에게 우리가 정보를 줘도 괜찮은가?" 를 확인하기 위해 가지고 있는 세션 값과 일치하는지 확인한다.
매 요청마다 데이터베이스를 살펴보는 것이 불편하고 부담을 덜기 위해 사용되는 것이 토큰 기반 인증인 JWT(JSON Web Token) 이다.

클라이언트에서 인증 정보 보관하기 📌

토큰이란?
- 오락실 게임에 사용하는 토큰
- 행사에 입장하기 위해서 주최 측에서 나누어 준 토큰
- 놀이공원 입장료를 내면 주는 토큰

위 토큰들의 공통점은 '나는 돈을 지불했고, 이 시설을 사용할 수 있어!' 라는 메시지를 담고 있다.
클라이언트에서 인증 정보를 보관하는 방법으로 토큰 기반 인증이 고안되었다.
클라이언트가 토큰을 가지고 있다면 보통의 다른(돈을 내지 않은)유저들과는 다르게 서버에서 제공하는 다양한, 더 프리미엄한 기능을 요청할 수 있을 것이다. 그런데 토큰을 클라이언트에 저장해도 되는가? 클라이언트는 XSS, CSRF 공격에 노출이 될 위험이 있으니 민감함 정보를 담고 있으면 안된다.

하지만 토큰은 유저 정보를 암호화한 상태로 담을 수 있고, 암호화했기 때문에 클라이언트에 담을 수 있다.

JWT의 종류 📌

1. Access Token
2. Refresh Token

Access token은 보호된 정보들(유저의 이메일, 연락처, 사진 등)에 접근할 수 있는 권한부여에 사용한다. 클라이언트가 처음 인증을 받게 될 때(로그인 시), access, refresh token 두 가지를 다 받지만, 실제로 권한을 얻는 데 사용하는 토큰은 access token이다.

그럼 access token만 있으면 되는 것 아닌가?

맞다. 권한을 부여받는 데엔 access token만 가지고 있으면 된다. 하지만 access token을 만약 악의적인 유저가 얻어냈다면 어떻게 될까? 이 악의적인 유저는 자신이 00유저인 것 마냥 서버에 여러 가지 요청을 보낼 수 있다(만약 돈과 관련된 문제라면 큰일이 날 수 있겠네요!). 그렇기 때문에 access token에는 비교적 짧은 유효 기간 을 주어 탈취되더라도 오랫동안 사용할 수 없도록 하는 것이 좋다.

Access token의 유효기간이 만료된다면 refresh token을 사용하여 새로운 access token을 발급받는다. 이때, 유저는 다시 로그인할 필요가 없다.

refresh token도 탈취 당한다면?

유효기간이 긴 refresh token 마저 악의적인 유저가 얻어낸다면 큰 문제가 된다. 상당히 오랜 기간 동안 access token이 만료되면 다시 발급받으며 유저에게 피해를 입힐 수 있기 때문이죠. 그렇기 때문에 유저의 편의보다 정보를 지키는 것이 더 중요한 웹사이트들은 refresh token을 사용하지 않는 곳이 많다. 세상에 완벽한 보안은 없기 때문에 각 방법들의 장단점을 참고하며 필요에 맞게 사용하는 것이 좋다.

JWT 구조 📌

1. Header

Header는 이것이 어떤 종류의 토큰인지(지금의 경우엔 JWT), 어떤 알고리즘으로 sign(암호화) 할지가 적혀있다.
JSON Web Token이라는 이름에 걸맞게 JSON 형태로 이런 형태이다.

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

이 JSON 객체를 base64 방식으로 인코딩하면 JWT의 첫 번째 부분이 완성된다.

2. Payload

Payload에는 정보가 담겨 있다.

어떤 정보에 접근 가능한지에 대한 권한을 담을 수도 있고, 사용자의 유저 이름 등 필요한 데이터는 이곳에 담아 암호화 시킨다.
물론 암호화(헤더에서 정의한)가 될 정보지만, 민감한 정보는 되도록 담지 않는 것이 좋다.

   {
     "sub": "someInformation",
     "name": "phillip",
     "iat": 151623391
   }

첫 번째 부분과 마찬가지로, 위 JSON 객체를 base64로 인코딩하면 JWT의 두 번째 블록이 완성

3. Signature

base64로 인코딩된 첫 번째, 그리고 두 번째 부분이 완성되었다면, 원하는 비밀 키(암호화에 추가할 salt)를 사용하여 암호화한다.
base64 인코딩을 한 값은 누구나 쉽게 디코딩할 수 있지만, 서버에서 사용하고 있는 비밀키를 보유한 게 아니라면 해독해 내는데 엄청난 시간과 노력이 들어간다.

예를 들어, 만약 HMAC SHA256 알고리즘(암호화 방법 중 하나)을 사용한다면 signature는 아래와 같은 방식으로 생성

    HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + '.' + base64UrlEncode(payload), secret);

JWT 사용 예시 📌

JWT는 권한 부여에 굉장히 유용하다.
새로 다운받은 A라는 앱이 Gmail과 연동되어 이메일을 읽어와야 한다고 생각해 보면,

유저는

1. Gmail 인증서버에 로그인 정보(아이디, 비밀번호)를 제공한다.
2. 성공적으로 인증 시 JWT를 발급받는다.
3. A 앱은 JWT를 사용해 해당 유저의 Gmail 이메일을 읽거나 사용할 수 있다.

토큰기반 인증 절차 📌

클라이언트가 서버에 아이디/비밀번호를 담아 로그인 요청을 보낸다.
아이디/비밀번호가 일치하는지 확인하고, 클라이언트에게 보낼 암호화된 토큰을 생성한다.

access/refresh 토큰을 모두 생성한다.
- 토큰에 담길 정보(payload)는 유저를 식별할 정보, 권한이 부여된 카테고리(사진, 연락처, 기타 등등)이 될 수 있다.
- 두 종류의 토큰이 같은 정보를 담을 필요는 없다

토큰을 클라이언트에게 보내주면, 클라이언트는 토큰을 저장한다.
- 저장하는 위치는 local storage, cookie, react의 state 등 다양하다.
클라이언트가 HTTP 헤더(authorization 헤더)에 토큰을 담아 보낸다.
- bearer authentication을 이용한다.
서버는 토큰을 해독하여 "아 우리가 발급해 준 토큰이 맞네!"라는 판단이 될 경우, 클라이언트의 요청을 처리한 후 응답을 보내준다.

토큰기반 인증의 장점 📌

1. 안전하다

암호화 한 토큰을 사용하고, 암호화 키를 노출할 필요가 없기 때문에 안전하다.

Statelessness & Scalability (무상태성 & 확장성)
- 서버는 클라이언트에 대한 정보를 저장할 필요 없다 (토큰 해독이 되는지만 판단한다.)
- 클라이언트는 새로운 요청을 보낼 때마다 토큰을 헤더에 포함시키면 된다.
- 서버를 여러 개 가지고 있는 서비스라면 더더욱 빛을 발휘(같은 토큰으로 여러 서버에서 인증 가능)

2. 어디서나 생성 가능하다