[Network]HTTP프로토콜, 쿠키/세션/캐시

Michelle Kim·2025년 5월 27일

CS-지식

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Network

🟩 HTTP 프로토콜에 대해 설명

HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)이란?
데이터를 주고받기 위한 프로토콜이며,서버/클라이언트 모델을 따른다.

HTTP 프로토콜 특징:

상태 정보를 저장하지 않는 Stateless
클라이언트의 요청에 맞는 응답을 보낸 후 연결을 끊는 Connectionless

장점

통신간의 연결 상태 처리나 상태 정보를 관리할 필요가 없어 서버 디자인이 간단하다.
각각의 HTTP 요청에 독립적으로 응답만 보내주면 OK

단점

이전 통신의 정보를 모르기 때문에 매번 인증을 해줘야 한다.
이를 해결하기 위해 쿠키(cookie)나 세션(session)을 사용해서 데이터를 처리한다.

🟩 쿠키와 세션을 사용하는 이유?

HTTP 프로토콜의 특징이자 약점을 보완하기 위해서 사용한다.

쿠키와 세션의 차이점?
상태 정보의 저장 위치이다.
쿠키는 '클라이언트(=로컬 PC)'에 저장하고,
세션은 '서버'에 저장한다.

🟡 쿠키(Cookie)

HTTP에서 클라이언트의 상태 정보를 클라이언트의 PC에 저장하였다가 필요시 정보를 참조하거나 재사용할 수 있다.

쿠키 특징
1. 이름, 값, 만료일(저장기간), 경로 정보로 구성되어 있다.
2. 클라이언트에 총 300개의 쿠키를 저장할 수 있다.
3. 하나의 도메인 당 20개의 쿠키를 가질 수 있다.
4. 하나의 쿠키는 4KB(=4096byte)까지 저장 가능하다.

쿠키의 동작 순서
1. 클라이언트가 페이지를 요청한다. (사용자가 웹사이트에 접근)
2. 웹 서버는 쿠키를 생성한다.
3. 생성한 쿠키에 정보를 담아 HTTP 화면을 돌려줄 때, 같이 클라이언트에게 돌려준다.
4. 넘겨받은 쿠키는 클라이언트가 가지고 있다가(로컬 PC에 저장) 다시 서버에 요청할 때 요청과 함께 쿠키를 전송한다.
5. 동일 사이트 재방문 시 클라이언트의 PC에 해당 쿠키가 있는 경우, 요청 페이지와 함께 쿠키를 전송한다.

사용 예시
1. 방문 사이트에서 로그인 시, "아이디와 비밀번호를 저장하시겠습니까?"
2. 팝업창을 통해 "오늘 이 창을 다시 보지 않기" 체크

🟡 세션(Session)

일정 시간 동안 같은 사용자(브라우저)로부터 들어오는 일련의 요구를 하나의 상태로 보고, 그 상태를 유지시키는 기술이다.

여기서 일정 시간은 방문자가 웹 브라우저를 통해 웹 서버에 접속한 시점부터 웹 브라우저를 종료하여 연결을 끝내는 시점을 말한다.

즉, 방문자가 웹 서버에 접속해 있는 상태를 하나의 단위로 보는데, 그것을 세션이라고 한다.

세션 특징
1. 웹 서버에 웹 컨테이너의 상태를 유지하기 위한 정보를 저장한다.
2. 웹 서버의 저장되는 쿠키(=세션 쿠키)
3. 브라우저를 닫거나, 서버에서 세션을 삭제했을 때만 삭제가 되므로, 쿠키보다 비교적 보안이 좋다.
4. 저장 데이터에 제한이 없다. (서버 용량이 허용하는 한에서)
5. 각 클라이언트에 고유 Session ID를 부여한다. Session ID로 클라이언트를 구분해 각 요구에 맞는 서비스를 제공

세션의 동작 순서
1. 클라이언트가 페이지에 요청한다. (사용자가 웹사이트에 접근)
2. 서버는 접근한 클라이언트의 Request-Header 필드인 Cookie를 확인하여, 클라이언트가 해당 session-id를 보냈는지 확인한다.
3. session-id가 존재하지 않는다면 서버는 session-id를 생성해 클라이언트에게 돌려준다.
4. 서버에서 클라이언트로 돌려준 session-id를 쿠키를 사용해 서버에 저장한다.
5. 클라이언트는 재접속 시, 이 쿠키를 이용해 session-id 값을 서버에 전달

사용 예시
화면을 이동해도 로그인이 풀리지 않고 로그아웃하기 전까지 유지

🟠 쿠키와 세션의 차이

쿠키와 세션은 비슷한 역할을 하며, 동작 원리도 비슷하다. 그 이유는 세션도 결국 쿠키를 사용하기 때문이다.
큰 차이점은 사용자의 정보가 저장되는 위치이다. 쿠키는 서버의 자원을 전혀 사용하지 않으며, 세션은 서버의 자원을 사용한다.
보안 면에서 세션이 더 우수하며,
쿠키는 클라이언트 로컬에 저장되기 때문에 변질되거나 request에서 스니핑 당할 우려가 있어서 보안에 취약하지만, 세션은 쿠키를 이용해서 session-id만 저장하고 그것으로 구분하여 서버에서 처리하기 때문에 비교적 보안성이 높다.
라이프 사이클은 쿠키도 만료기간이 있지만 파일로 저장되기 때문에 브라우저를 종료해도 정보가 유지될 수 있다. 또한 만료기간을 따로 지정해 쿠키를 삭제할 때까지 유지할 수도 있다.
반면에 세션도 만료기간을 정할 수 있지만, 브라우저가 종료되면 만료기간에 상관없이 삭제된다.
속도 면에서 쿠키가 더 우수하며,쿠키는 쿠키에 정보가 있기 때문에 서버에 요청 시 속도가 빠르고
세션은 정보가 서버에 있기 때문에 처리가 요구되어 비교적 느린 속도를 낸다.

🟠 쿠키와 세션 그리고 캐시(Cache)

한 번 전송받은 데이터는 임시로 저장해 놨다가 다시 사용할 때 꺼내 쓴다면 반복적으로 서버에 데이터 전송을 요청할 필요가 없습니다. 이때 사용되는 기술이 캐시이다.

캐시 장점
덕분에 우리는 반복적으로 사용하는 콘텐츠를 빠르게 이용할 수 있고 데이터 사용량도 줄일 수 있습니다.

캐시 특징

캐시는 데이터나 값을 미리 복사해 놓는 리소스 파일들의 임시 저장소이다.
저장 공간이 작고 비용이 비싼 대신 빠른 성능을 제공한다.
같은 웹 페이지에 접속할 때 사용자의 PC에서 로드하므로 서버를 거치지 않아도 된다.
이전에 사용된 데이터가 다시 사용될 가능성이 많으면 캐시 서버에 있는 데이터를 사용한다. 그래서 다시 사용될 확률이 있는 데이터들이 빠르게 접근할 수 있어진다. (페이지의 로딩 속도 ↑)
- 캐시 히트(hit) : 캐시를 사용할 수 있는 경우 (ex. 이전에 왔던 요청이랑 같은 게 왔을 때)
- 캐시 미스(miss) : 캐시를 사용할 수 없는 경우 (ex. 웹서버로 처음 요청했을 때)

🟠 쿠키/세션과 캐시의 차이

모두 정보를 저장하여 재활용하는 기술이지만,
쿠키/세션은 사용자의 인증을 돕는데 목적을 두고
캐시는 데이터의 전송량을 줄이고 서비스 이용 속도를 높이는 데 목적을 둔다.

🟡 쿠키와 세션을 같이 사용해야 하는 이유?

쿠키는 클라이언트 측에 저장되기 때문에 서버의 부담을 줄일 수 있다. 클라이언트에 저장된 쿠키를 이용하면 서버에서 매번 클라이언트의 정보를 가져오지 않아도 된다.
세션은 쿠키에 저장된 세션 ID를 기반으로 서버에서 클라이언트의 상태를 관리하기 때문에, 보안적인 측면에서 더 안전하다. 즉, 클라이언트 측에 저장되는 쿠키와는 달리, 서버 측에서만 데이터를 유지하고 관리하기 때문에 보안에 더욱 강력하다.
쿠키와 세션은 각각의 장단점이 있기 때문에, 서로 보완하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 쿠키는 클라이언트 측에 저장되기 때문에 사용자가 매번 로그인할 필요 없이 웹 사이트를 방문할 때마다 자동으로 로그인 상태를 유지할 수 있지만 보안상의 위험이 있다. 이러한 경우, 쿠키를 사용해서 로그인 상태를 유지하고, 세션을 사용해서 보안적인 정보를 유지할 수 있다.
마지막으로, 쿠키와 세션을 같이 사용하면 웹 사이트에서 더욱 효과적으로 개인화된 서비스를 제공할 수 있다. 쿠키를 이용해서 사용자의 취향이나 검색 기록 등을 추적하면, 세션은 이를 이용해서 이전 검색 기록에 기반하여 새로운 검색 결과를 제공할 수 있다.

따라서, 쿠키와 세션을 같이 사용하는 것은 더욱 강력한 상태 관리와 보안을 제공하며, 개인화된 서비스를 제공할 수 있기 때문에 일반적으로 권장되는 방식이다.

🟡 쿠키와 세션을 이용한 인증방식의 문제점

쿠키를 탈취당할 수 있다. 쿠키는 클라이언트의 브라우저에 저장되기 때문에, 탈취당할 가능성이 있습니다. 만약 쿠키가 탈취된다면 해당 사용자의 인증 정보가 노출될 수 있으며, 이로 인해 보안상 큰 문제가 발생할 수 있습니다.
세션 하이재킹(Session Hijacking)은 세션 ID를 탈취하여, 다른 사용자로 위장하여 웹 사이트에 로그인하는 공격 기법입니다. 이 경우 공격자는 해당 사용자와 동일한 권한으로 웹 사이트를 이용할 수 있으므로, 큰 보안 위협이 될 수 있습니다.
세션 변조(Session Fixation)은 공격자가 로그인하지 않은 상태에서 먼저 세션 ID를 발급받아, 이를 유지한 상태에서 피해자가 로그인하도록 유도하여, 세션 ID를 탈취하는 공격 기법입니다. 이 경우 공격자는 피해자와 동일한 세션을 유지하므로, 해당 사용자와 동일한 권한으로 웹 사이트를 이용할 수 있습니다.
CSRF(Cross-Site Request Forgery)는 인증된 사용자의 권한을 이용하여, 사용자의 의지와는 무관하게 원치 않는 요청을 보내는 공격 기법입니다. 이 경우 인증된 사용자가 악성 웹 사이트를 방문하거나 악성 이메일 링크를 클릭하는 등의 방법으로 공격을 받을 수 있습니다.