HTTP란?

HyperText Transfer Protocal

웹에서 브라우저와 서버가 통신하기 위한 포로토콜(규약)

→ 브라우저가 사이트에 접속할 때 서버에서 웹페이지를 구성하는 데이터 (HTML, CSS, JavaScript 등)을 주고받는 규칙

요청(Request)와 응답(Response)의 형태로 진행된다.

1. HTTP의 특징
   1. 커넥션당 하나의 요청과 응답만 처리
      1. 즉, 여러개의 요청을 한번에 전송/응답할 수 없다.
   2. 기본 80번 포트 사용
   3. 무상태성
      1. 서버가 클라이언트의 상태를 보존하지 않기에 로그인과 같이 유저의 상태를 유지해야하는 서비스일 경우 브라우저 쿠키, 서버 세션, 토큰 등을 이용해 상태를 유지해야 한다.
   4. 비연결성
      1. 기본적으로 연결을 유지하지 않기에 요청을 보낼 때마다 연결했다 끊는 작업을 반복한다.
      2. 각각의 자원을 다운로드하기 위해 연결과 종료를 반복하는 비효율이 생긴다.
      3. 트래픽이 많지 않고 빠른 응답을 제공할 수 있는 경우 효율적이지만 트래픽이 많고 큰 규모의 운영을 할 때는 한계를 가진다.
2. HTTP의 한계
   1. 데이터가 전혀 암호화되어 있지 않은 평문 통신이다.
      1. 중간에서 통신 내용을 엿보거나 가로채는 공격이 가능하다.
         1. 스니핑
            1. 네트워크상에서 다른 사용자들이 주고받는 패킷(데이터 조각)을 몰래 엿보거나 도청하는 해킹 기법
         2. 중간자 공격
            1. 두 통신 당사자 사이에 공격자가 몰래 끼어들어 중계하는 공격
3. HTTP 흐름
   1. 브라우저 주소창에 URL을 입력한다.
   2. DNS 조회
      1. 도메인 주소(예: www.naver.com)를 실제 서버의 IP 주소로 바꾼다.
   3. TCP 연결
      1. 3-way handshake로 브라우저와 서버가 연결을 맺는다.
      2. HTTPS라면 이후 TLS 핸드셰이크까지 진행한다.
   4. HTTP 요청
      1. 브라우저가 서버에 요청 메시지를 보낸다.
      2. 요청 메시지는 요청 라인(메서드, 경로, 버전), 헤더, 바디로 구성된다.
   5. HTTP 응답
      1. 서버가 요청을 처리하고 응답 메시지를 보낸다.
      2. 응답 메시지는 상태 라인(버전, 상태 코드), 헤더, 바디로 구성된다.
   6. 렌더링
      1. 브라우저가 받은 HTML, CSS, JS를 해석해 화면에 그린다.
      2. 이후 연결은 버전에 따라 유지되거나 종료된다.
4. HTTP 요청 메서드
   1. 클라이언트가 서버에게 어떤 동작을 원하는지 알려주는 방법이다.
   2. 주요 메서드
      1. GET
         1. 리소스를 조회한다.
         2. 데이터를 URL의 쿼리 스트링에 담아 보내기 때문에 주소창에 노출된다.
      2. POST
         1. 데이터를 서버에 보내 새로운 리소스를 생성한다.
         2. 데이터를 바디에 담아 보낸다.
      3. PUT
         1. 리소스 전체를 교체한다. 리소스가 없으면 새로 생성한다.
      4. PATCH
         1. 리소스의 일부만 수정한다.
      5. DELETE
         1. 리소스를 삭제한다.
      6. OPTIONS
         1. 서버가 지원하는 메서드를 확인한다.
         2. CORS의 사전 요청(Preflight)에 사용된다.
   3. 멱등성
      1. 같은 요청을 여러 번 보내도 결과가 같은 성질이다.
      2. GET, PUT, DELETE는 멱등하고 POST는 멱등하지 않다.
         1. 예) 게시글 작성 POST를 3번 보내면 게시글이 3개 생긴다.
5. HTTP 응답 상태 코드
   1. 상태 코드는 클라이언트가 보낸 요청의 처리 상태를 응답에서 알려주는 기능으로서, 3자리 숫자로 만들어져 있으며, 100 ~ 500 번대 숫자로 이루어져 있다.
   2. 1xx (정보)
      1. 요청을 받았고 처리 중이라는 의미다. 실무에서 직접 볼 일은 거의 없다.
   3. 2xx (성공)
      1. 200 OK: 요청 성공
      2. 201 Created: 요청이 성공해 새로운 리소스가 생성됨 (주로 POST)
      3. 204 No Content: 요청은 성공했지만 돌려줄 데이터가 없음 (주로 DELETE)
   4. 3xx (리다이렉션)
      1. 301 Moved Permanently: 리소스가 영구적으로 다른 주소로 이동함
      2. 302 Found: 리소스가 일시적으로 다른 주소로 이동함
      3. 304 Not Modified: 리소스가 변경되지 않았으니 브라우저 캐시를 사용하라는 의미
   5. 4xx (클라이언트 오류)
      1. 400 Bad Request: 요청 형식이 잘못됨
      2. 401 Unauthorized: 인증이 필요함 (로그인 안 된 상태)
      3. 403 Forbidden: 인증은 됐지만 권한이 없음
      4. 404 Not Found: 요청한 리소스가 없음
   6. 5xx (서버 오류)
      1. 500 Internal Server Error: 서버 내부에서 오류가 발생함
      2. 502 Bad Gateway: 중간 서버(게이트웨이)가 잘못된 응답을 받음
      3. 503 Service Unavailable: 서버 과부하나 점검으로 일시적으로 요청을 처리할 수 없음

HTTP의 버전별 비교

HTTP/1.1

1. 지속 연결
   1. keepalive 라는 기능이 추가되어 연결이 이루어지고 난 뒤 각각의 자원들을 요청하고, 모든 자원에 대한 응답이 돌아온 후에 연결을 종료한다.
2. HOL(Head-of-Line) Blocking
   1. 앞 요청의 응답이 늦으면 뒤 요청도 줄줄이 대기하는 문제 발생

HTTP/2.0

1. 다중 요청/응답 가능
   1. 커넥션당 여러개의 요청과 응답을 주고받을 수 있다.
   2. HTTP/2.0은 여러 리소스의 동시 전송이 가능하므로 HTTP/1.1에 비해 페이지 로드 속도가 약 50% 정도 빠르다고 알려져 있다.

HTTP/3.0

1. QUIC 프로토콜 기반: TCP 대신 UDP 위에서 동작
   1. TCP
      1. 보낸 데이터를 확실히 받았는지 확인하면서 보내는 방식
      2. 데이터가 빠짐없이, 순서대로 도착
      3. 확인 절차가 많아서 느림
   2. UDP
      1. 데이터를 받았는지 확인 없이 되는대로 응답을 보내는 방식
      2. 확인 절차가 없어서 매우 빠름
      3. 데이터가 빠지거나 순서가 뒤섞일 수 있음
   3. QUIC은 UDP 위에서 재전송·순서 보장을 직접 해준다
2. TCP HOL Blocking 해결: 스트림이 독립적이라 한 스트림의 패킷이 유실돼도 다른 스트림은 영향을 받지 않음

HTTPS란?

보안이 강화된 HTTP 프로토콜로 HTTPS 의 S는 Secure를 의미한다.

1. HTTPS의 특징
   1. HTTP 통신 내용을 SSL 또는 그 후속 기술인 TLS 프로토콜을 이용해 암호화 한다.
   2. 기본 443번 포트 사용
   3. 아래 3가지 핵심 목표를 가진다
      1. 기밀성
         1. 데이터를 암호화해서 제 3자가 데이터를 훔쳐보더라도 내용을 해석할 수 없도록 한다.
      2. 무결성
         1. 전송 중에 데이터가 변조되지 않았음을 보장
         2. 누군가 내용을 바꾸면 받는 쪽에서 알아챌 수 있다.
      3. 인증
         1. 인증서를 통해 지금 접속한 서버가 위조되지 않은 진짜 서버임을 보장한다.
2. SSL/TLS 핸드셰이크
   1. 브라우저와 서버가 본격적으로 암호화 통신을 시작하기 전에 서로를 확인하고 데이터 암호화 규칙을 정하는 과정
3. SSL/TLS 핸드셰이크 과정
   1. Client Hello
      1. 클라이언트가 서버에 연결을 요청하며 아래 정보를 보낸다.
         1. 지원하는 TLS 버전
         2. 사용 가능한 암호화 방식 목록
         3. 클라이언트 랜덤 값
   2. Server Hello
      1. 서버가 응답하며 아래 정보를 보낸다.
         1. 클라이언트가 보낸 목록 중 서버가 선택한 TLS 버전과 암호화 방식
         2. 서버 랜덤 값
   3. Certificate
      1. 서버가 자신의 SSL 인증서를 보낸다.
      2. 인증서 안에는 서버의 공개키와 도메인 정보, CA의 전자서명이 들어 있다.
      3. 이후 Server Hello Done 메시지로 서버 쪽 전송이 끝났음을 알린다.
   4. 인증서 검증
      1. 클라이언트는 받은 인증서가 믿을 수 있는지 확인한다.
         1. 브라우저에 내장된 신뢰할 수 있는 CA가 서명했는지
         2. 유효 기간이 지나지 않았는지
         3. 인증서의 도메인이 접속한 주소와 일치하는지
      2. 검증에 실패하면 브라우저가 경고 화면을 띄운다.
   5. Client Key Exchange
      1. 클라이언트가 Pre-Master Secret이라는 랜덤 값을 새로 만든다.
      2. 이 값을 인증서에 들어 있던 서버의 공개키로 암호화해서 서버에 보낸다.
      3. 공개키로 암호화한 값은 서버의 개인키로만 풀 수 있기 때문에, 중간에서 가로채도 내용을 알 수 없다.
   6. 세션키 생성
      1. 서버는 자신의 개인키로 Pre-Master Secret을 복호화한다.
      2. 이제 클라이언트와 서버는 같은 재료 3개를 갖게 된다.
         1. Client Random + Server Random + Pre-Master Secret
      3. 양쪽이 이 재료로 각자 같은 계산을 해서 동일한 세션키(대칭키)를 만든다.
         1. 세션키 자체는 네트워크로 전송되지 않는다.
   7. Finished
      1. 양쪽이 "이제부터 세션키로 암호화한다"는 신호를 보낸다.
      2. 그동안 주고받은 핸드셰이크 내용을 세션키로 암호화한 Finished 메시지를 서로 보내 확인한다.
      3. 양쪽이 정상적으로 복호화되면 핸드셰이크가 완료된다.
   8. 암호화 통신 시작
      1. 이후 모든 HTTP 데이터는 세션키(대칭키)로 암호화해서 주고받는다.
4. SSL 인증서의 중요성
   1. 인증서 기반 통신이 안전한 이유는 신뢰할 수 있는 제3자, 즉 인증 기관이 존재하기 때문
   2. 브라우저는 이 SSL 인증서를 확인할 때 코모도/고대디 같은 공신력 있는 인증 기관에서 발급한 것이 맞는지 브라우저에 내장된 인증 기관 목록과 비교해 철저히 검사한다.
      1. 만약 공격자가 만든 가짜 인증서라면 브라우저는 즉시 ‘이 사이트는 안전하지 않습니다’라는 경고창을 띄우고 접속을 차단한다.
   3. 검증 과정을 통과했다는 것은 현재 접속한 웹 사이트는 사칭된 웹 사이트가 아니라 진짜 해당 회사나 기관이 운영하는 진짜 서버라는 뜻이 된다.
   4. SSL 인증서는 암호화에 사용되는 공개키를 안전하게 전달하는 역할과 동시에, 접속하려는 서버의 신원을 확실하게 증명하는 역할을 한다. 이 2가지가 결합되어 HTTPS 통신은 높은 수준의 보안을 유지할 수 있다.
5. 비대칭키와 대칭키를 섞어 쓰는 이유
   1. 비대칭키(공개키/개인키)
      1. 키를 안전하게 전달할 수 있지만 연산이 느림
   2. 대칭키(세션키)
      1. 연산이 빠르지만 같은 키를 양쪽이 안전하게 나눠 갖기 어려움
   3. 그래서 핸드셰이크에서만 비대칭키를 써서 대칭키 재료를 안전하게 전달하고, 실제 데이터는 빠른 대칭키로 암호화
6. Mixed Content
   1. HTTPS 페이지에서 HTTP 리소스를 불러오면 브라우저가 차단하거나 경고
7. HSTS
   1. 브라우저가 해당 도메인에 항상 HTTPS로만 접속하도록 강제하는 헤더