Cookie & Session vs JWT

1. Cookie & Session 기반 인증

쿠키를 통해 클라이언트 로그인 상태를 유지시킬 수 있지만, 가장 큰 단점은 쿠키가 유출 및 조작당할 위험이 존재한다는 것이다. 개인정보를 HTTP로 주고 받는 것은 위험하다.

세션은 비밀번호 등 클라이언트의 인증 정보를 쿠키가 아닌 서버 측에 저장하고 관리한다.

• 서버는 클라이언트의 로그인 요청에 대한 응답을 작성할 때, 인증 정보는 서버에 저장하고 클라이언트 식별자인 JSESSIONID를 쿠키에 담는다.
• 이후 클라이언트는 요청을 보낼 때마다, JSESSIONID 쿠키를 함께 보낸다.
• 서버는 JSESSIONID 유효성을 판별해 클라이언트를 식별한다.

장단점

• 쿠키를 포함한 요청이 외부에 노출되더라도 세션 ID 자체는 유의미한 개인정보를 담고 있지 않다.
  • 그러나 이를 중간에 탈취하여 클라이언트인척 위장할 수 있다는 한계가 존재한다.
• 각 사용자마다 고유한 세션 ID가 발급되기 때문에, 요청이 들어올 때마다 회원정보를 확인할 필요가 없다.
• 서버에서 세션 저장소를 사용하므로 요청이 많아지면 서버에 부하가 심해진다.

2. JWT 기반 인증

JWT(JSON Web Token)란 인증에 필요한 정보들을 암호화시킨 토큰을 의미한다. JWT 기반 인증은 쿠키/세션 방식과 유사하게 JWT 토큰(Access Token)을 HTTP 헤더에 실어 서버가 클라이언트를 식별한다.

인증 과정

1. 클라이언트 로그인 요청이 들어오면, 서버는 검증 후 클라이언트 고유 ID 등의 정보를 Payload에 담는다.
2. 암호화할 비밀키를 사용해 Access Token(JWT)을 발급한다.
3. 클라이언트는 전달받은 토큰을 저장해두고, 서버에 요청할 때 마다 토큰을 요청 헤더 Authorization에 포함시켜 함께 전달한다.
4. 서버는 토큰의 Signature를 비밀키로 복호화한 다음, 위변조 여부 및 유효 기간 등을 확인한다.
5. 유효한 토큰이라면 요청에 응답한다.

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 무상태가 된다.
5. 확장성이 우수하다.
6. 토큰 기반으로 다른 로그인 시스템에 접근 및 권한 공유가 가능하다.
7. OAuth의 경우 Facebook, Google 등 소셜 계정을 이용하여 다른 웹서비스에서도 로그인을 할 수 있다.
8. 모바일 어플리케이션 환경에서도 잘 동작한다.

단점

1. 쿠키/세션과 다르게 JWT는 토큰의 길이가 길어, 인증 요청이 많아질수록 네트워크 부하가 심해진다.
2. Payload 자체는 암호화되지 않기 때문에 유저의 중요한 정보는 담을 수 없다.
3. 토큰을 탈취당하면 대처하기 어렵다. 토큰은 한 번 발급되면 유효기간이 만료될 때 까지 계속 사용이 가능하기 때문이다.
4. 특정 사용자의 접속을 강제로 만료하기 어렵지만, 쿠키/세션 기반 인증은 서버 쪽에서 쉽게 세션을 삭제할 수 있다.

3. 보안 전략

JWT 사용시 상기한 단점들을 극복하기 위해 다양한 전략을 채택할 수 있다. 각각의 전략은 장단점이 상이하기 때문에, 서비스의 특성을 고려하여 보안 수준을 높일지 사용자의 편의성을 높일지 결정해야 한다.

짧은 만료 기한 설정

토큰의 만료 시간을 짧게 설정하는 방법을 고려할 수 있다. 토큰이 탈취되더라도 빠르게 만료되기 때문에 피해를 최소화할 수 있다. 그러나 사용자가 자주 로그인해야 하는 불편함이 수반된다.

Sliding Session

글을 작성하는 도중 토큰이 만료가 된다면 Form Submit 요청을 보낼 때 작업이 정상적으로 처리되지 않고, 이전에 작성한 글이 날아가는 등의 불편함이 존재한다. Sliding Session은 서비스를 지속적으로 이용하는 클라이언트에게 자동으로 토큰 만료 기한을 늘려주는 방법이다. 글 작성 혹은 결제 등을 시작할 때 새로운 토큰을 발급해줄 수 있다. 이를 통해 사용자는 로그인을 자주 할 필요가 없어진다.

Refresh Token

클라이언트가 로그인 요청을 보내면 서버는 Access Token 및 그보다 긴 만료 기간을 가진 Refresh Token을 발급하는 전략이다. 클라이언트는 Access Token이 만료되었을 때 Refresh Token을 사용하여 Access Token의 재발급을 요청한다. 서버는 DB에 저장된 Refresh Token과 비교하여 유효한 경우 새로운 Access Token을 발급하고, 만료된 경우 사용자에게 로그인을 요구한다.

해당 전략을 사용하면 Access Token의 만료 기한을 짧게 설정할 수 있으며, 사용자가 자주 로그인할 필요가 없다. 또한 서버가 강제로 Refresh Token을 만료시킬 수 있다.

그러나 검증을 위해 서버는 Refresh Token을 별도의 storage에 저장해야 한다. 이는 추가적인 I/O 작업이 발생함을 의미하기 때문에 JWT의 장점(I/O 작업이 필요 없는 빠른 인증 처리)을 완벽하게 누릴 수 없다. 클라이언트도 탈취 방지를 위해 Refresh Token을 보안이 유지되는 공간에 저장해야 한다.

4. 정리

	장점	단점
Cookie & Session	서버에서 Session 통제 가능 네트워크 부하가 낮음	세션 저장소 사용으로 인한 서버 부하
JWT	인증을 위한 별도의 저장소가 필요 없음 별도의 I/O 작업 없는 빠른 인증 처리 확장성이 우수함	토큰의 길이가 늘어날 수록 네트워크 부하 특정 토큰을 강제로 만료시키기 어려움

Reference

• JWT 장점과 단점
• 서버 인증(세션/쿠키 기반)
• Refresh Token과 Sliding Sessions를 활용한 JWT의 보안 전략
• Refresh Tokens: When to Use Them and How They Interact with JWTs
• 인증 방식 : Cookie & Session vs JWT
• jwt.io