서론
웹 개발의 세계는 복잡하며, 이 복잡성은 새로운 기술의 발전을 촉진합니다. 이러한 기술 중 JavaScript의 SharedArrayBuffer와 크로스 오리진 이슈는 웹의 동시성과 보안에 중요한 역할을 합니다.
SharedArrayBuffer와 동시성
SharedArrayBuffer는 웹 워커나 서비스 워커와 같은 웹 기반의 병렬 컴퓨팅 환경에서 메모리를 공유할 수 있게 해주는 JavaScript의 객체입니다. 이는 웹 애플리케이션에서 동시성을 더 잘 다루게 해주며, 특히 웹 게임, 실시간 통신, 웹 기반 머신 러닝 등의 분야에서 중요합니다.
웹 기반의 병렬 컴퓨팅 환경에서 SharedArrayBuffer는 여러 실행 컨텍스트(예: 웹 워커)가 동일한 데이터를 동시에 읽고 쓸 수 있도록 합니다. 이는 웹 애플리케이션에서 병렬 프로그래밍을 가능하게 하여 성능을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 이러한 메모리 공유는 데이터 일관성 문제를 야기할 수 있으므로, JavaScript는 Atomics와 같은 동기화 도구를 제공하여 이를 해결합니다. Atomics를 사용하면 여러 스레드가 동시에 메모리에 접근하더라도 데이터의 일관성을 유지할 수 있습니다.
SharedArrayBuffer와 동시성의 기술적인 설명
SharedArrayBuffer는 JavaScript에서 제공하는 특별한 종류의 ArrayBuffer입니다. 일반적인 ArrayBuffer와는 달리, SharedArrayBuffer는 여러 워커나 메인 스레드 간에 공유될 수 있습니다. 이는 Atomics와 함께 사용되어, 여러 스레드가 동시에 메모리에 접근하더라도 데이터의 일관성을 유지할 수 있게 합니다.
예를 들어, 웹 워커 2개가 동일한 SharedArrayBuffer를 공유하고 있다고 가정해봅시다. 워커 A가 SharedArrayBuffer의 특정 인덱스에 값을 쓰고, 워커 B가 동일한 인덱스에서 값을 읽는다면, Atomics를 사용하지 않으면 워커 B가 읽는 값이 워커 A가 쓴 값이라는 것을 보장할 수 없습니다. 그러나 Atomics를 사용하면, 워커 A의 쓰기 작업이 완료된 후에만 워커 B가 값을 읽을 수 있으므로, 데이터의 일관성을 보장할 수 있습니다.
SharedArrayBuffer 사용 예시
SharedArrayBuffer를 사용하여 두 개의 웹 워커가 메모리를 공유하는 예제입니다. 이 예제에서는 워커 A와 워커 B라는 두 개의 웹 워커가 동일한 SharedArrayBuffer를 공유하며, 각각 다른 작업을 수행합니다.
// 메인 스레드
const sab = new SharedArrayBuffer(1024);
const workerA = new Worker('workerA.js');
const workerB = new Worker('workerB.js');
workerA.postMessage(sab);
workerB.postMessage(sab);// workerA.js
self.onmessage = (event) => {
const sab = event.data;
const uint8 = new Uint8Array(sab);
// 메모리에 쓰기
Atomics.store(uint8, 0, 123);
};// workerB.js
self.onmessage = (event) => {
const sab = event.data;
const uint8 = new Uint8Array(sab);
// 메모리에서 읽기
const value = Atomics.load(uint8, 0);
console.log(value); // 123
};이 예제에서는 워커 A가 SharedArrayBuffer의 특정 인덱스에 값을 쓰는 작업을 하고, 워커 B는 동일한 인덱스에서 값을 읽는 작업을 수행합니다. 여기서 중요한 점은 워커 B가 값을 읽는 시점에 워커 A가 해당 값을 이미 써놓았다는 것을 보장할 수 있다는 점입니다. 이렇게 하면 두 웹 워커가 메모리를 공유하면서도 데이터의 일관성을 유지할 수 있습니다.
크로스 오리진 이슈와 보안
크로스 오리진 이슈는 동일 출처 정책(Same-Origin Policy)의 한 부분으로, 웹 페이지가 다른 출처의 리소스를 요청할 때 발생합니다. 이는 웹 보안에 중요한 문제로, 크로스 오리진 리소스 공유(CORS: Cross-Origin Resource Sharing)를 통해 해결할 수 있습니다.
크로스 오리진 이슈의 중요성은 웹의 복잡성과 다양성에서 기인합니다. 웹 페이지는 다양한 출처에서 스크립트, 이미지, 스타일 시트 등의 리소스를 로드하며, 이런 다양한 리소스를 통합해서 사용자에게 제공합니다. 그러나 이러한 다양성은 보안 문제를 야기하기도 합니다. 다른 출처에서 로드된 스크립트가 현재 웹 페이지의 데이터에 액세스하거나 조작할 수 있다면, 사용자의 개인정보가 노출될 위험이 있습니다. 이런 이유로, 웹 브라우저는 동일 출처 정책을 따르며, 이는 각 웹 페이지가 자신과 동일한 출처에서만 리소스를 로드할 수 있도록 제한합니다.
그렇다면 이 문제와 SharedArrayBuffer는 어떻게 연결될까요? SharedArrayBuffer를 사용하면, 웹 페이지 내의 여러 스레드는 메모리를 공유할 수 있게 됩니다. 이는 고성능 타이밍 공격과 같은 새로운 보안 위협을 초래할 수 있습니다. 이러한 공격은 웹 페이지의 메모리 접근 패턴을 분석하여 민감한 정보를 추출하려고 시도합니다. 이러한 위협은 다른 출처의 스크립트가 메모리를 공유할 수 있게 될 경우 더욱 심각해집니다. 따라서, SharedArrayBuffer와 같이 민감한 기능을 안전하게 사용하려면, 동일 출처 정책과 같은 보안 메커니즘의 이해가 필요합니다.
크로스 오리진 이슈와 보안의 기술적인 설명
크로스 오리진 이슈는 웹 보안의 핵심적인 부분입니다. 웹 페이지는 기본적으로 동일 출처 정책을 따르며, 이는 웹 페이지가 자신과 동일한 출처에서만 리소스를 로드할 수 있음을 의미합니다. 여기서 '출처'는 프로토콜, 호스트, 그리고 포트 세 가지 요소로 구성됩니다.
그러나 때때로 웹 페이지는 다른 출처의 리소스를 로드해야 할 필요가 있습니다. 이럴 때는 크로스 오리진 리소스 공유(CORS) 메커니즘이 필요합니다. CORS는 웹 서버가 응답 헤더에 'Access-Control-Allow-Origin'을 포함시켜, 특정 출처의 웹 페이지가 자신의 리소스에 접근할 수 있음을 명시적으로 허용할 수 있게 해줍니다.
크로스 오리진 이슈 해결 예시
크로스 오리진 리소스 공유(CORS)를 사용하여 크로스 오리진 이슈를 해결하는 예제입니다.
// 서버 측 코드 (Node.js와 Express를 사용한 경우)
const express = require('express');
const cors = require('cors');
const app = express();
app.use(cors());
app.get('/data', (req, res) => {
res.json({ message: 'Hello, world!' });
});
app.listen(3000, () => console.log('Server running on port 3000'));위의 서버 코드는 모든 출처에서의 요청을 허용하도록 CORS 미들웨어를 사용하고 있습니다. 이렇게 하면 다른 출처의 웹 페이지에서 이 서버의 '/data' 엔드포인트에 접근할 수 있게 됩니다.
SharedArrayBuffer와 크로스 오리진 이슈의 연결
SharedArrayBuffer와 크로스 오리진 이슈는 서로 밀접하게 연관되어 있습니다. SharedArrayBuffer를 사용하면, 웹 페이지 내의 여러 스레드는 메모리를 공유할 수 있게 됩니다. 이는 고성능 타이밍 공격과 같은 새로운 보안 위협을 초래할 수 있습니다.
고성능 타이밍 공격은 웹 페이지의 메모리 접근 패턴을 분석하여 민감한 정보를 추출하려는 시도입니다. 예를 들어, 공격자는 SharedArrayBuffer를 통해 웹 페이지의 메모리에 대한 세밀한 타이밍 정보를 얻을 수 있습니다. 이 정보는 공격자가 메모리에서 민감한 정보를 추출하는 데 사용될 수 있습니다.
이러한 공격은 다른 출처의 스크립트가 메모리를 공유할 수 있게 될 경우 더욱 심각해집니다. 즉, 웹 페이지가 다른 출처의 스크립트를 로드할 때, 해당 스크립트는 웹 페이지의 SharedArrayBuffer에 접근할 수 있습니다. 이 경우, 공격자는 다른 출처의 스크립트를 사용하여 웹 페이지의 메모리를 조작하거나, 고성능 타이밍 공격을 수행할 수 있습니다.
따라서, SharedArrayBuffer와 같이 민감한 기능을 안전하게 사용하려면, 동일 출처 정책과 같은 보안 메커니즘의 이해가 필요합니다. 동일 출처 정책은 웹 페이지가 자신과 동일한 출처에서만 리소스를 로드하도록 제한하는 웹 보안의 핵심적인 부분입니다. 또한 크로스 오리진 리소스 공유(CORS)는 웹 서버가 다른 출처의 웹 페이지에게 자신의 리소스에 접근할 수 있는 권한을 부여하는 메커니즘입니다. 이러한 메커니즘을 이해하고 올바르게 적용함으로써, 웹 개발자는 SharedArrayBuffer와 같은 기능을 안전하게 사용할 수 있습니다.
결론
이 블로그 포스트에서는 SharedArrayBuffer와 크로스 오리진 이슈가 어떻게 웹 개발의 동시성과 보안에 영향을 미치는지 살펴보았습니다. 이 두 주제는 웹 개발자가 알아야 할 중요한 개념이며, 이를 이해하고 올바르게 활용하는 것이 효과적인 웹 애플리케이션을 개발하는 데 중요합니다.
