Introduction

쿠키와 세션이 무엇인지 본격적으로 탐구해보기 전, 먼저 이러한 것들이 왜 필요한지 아는 것이 매우 중요하다. 쿠키와 세션은 HTTP 프로토콜을 사용할 때 나타나는 약점을 보완하기 위해 사용하는 것인데 가장 흔히 쓰이는 때가 로그인 시 발급되는 토큰 및 자잘한 정보를 저장하기 위해서이다.

HTTP 프로토콜

저번 내용에서 커버한 HTTP 프로토콜은 크게 두 가지 특징을 가지고 있다. HTTP 프로토콜은 비연결을 지향하고 (connectionless), 상태 정보를 유지하지 않는다 (Stateless).
비연결지향 (Connectionless)
HTTP에서는 클라이언트가 서버에 요청을 보내면, 서버는 클라이언트에 요청에 맞는 response를 보내고 접속을 끊는 특성이 있다. 헤더에서 keep-alive 라는 값을 통해 기존의 연결을 재활용하는데 이렇게 요청이 계속 발생할 때마다 연결을 계속 유지하지 않고 있어 서버의 자원을 아낄 수 있는 장점이 있다.
상태정보 유지하지 않음 (Stateless)
클라이언트와 서버가 각자 맡은 역할을 완수하고 나면 연결이 끊어지고 자연스레 통신이 끝난다. HTTP는 상태 정보를 유지하지 않기에 또 서버의 자원을 아낄 수 있다. 그렇게 사용자 정보를 따로 저장하는 수단이 없기에 항상 요청을 보낼 때마다 새로운 사용자로 인식하고 항상 로그인을 하게 만든다. 항상 요청을 보낼 때마다 로그인을 하고, 사이트에 접속할 때마다 로그인을 해야 한다면 상당히 불편하고 비효율적인 서비스 일 것이다. 물론 통신 연결을 유지하지 않기에 서버 리소스 낭비가 줄어들지만...항상 로그인 하는 것은 상상만 해도 불편하다.
이러한 HTTP 의 특성들을 보완하고자 사용하는 기능이 쿠키와 세션이다.

Cookie

쿠키는 클라이언트 로컬에 저장되는 데이터 파일인데 브라우저 별로 저장되는 위치가 다르다. 적절한 코딩을 통해 로컬에 저장되어 있는 클라이언트의 상태 정보를 참조할 수 있다.
세션 별로 쿠키를 설정해 줄 수 있고, 브라우저 종료 후 쿠키를 유지 하고 싶다면 Permanent 옵션을 이용하면 된다 (Expires / Max-Age 옵션).

특징

• 클라이언트에 300개까지 쿠키 저장이 가능하고 하나의 도메인당 20개의 값을 가질 수 있다. 쿠키 값이 20개를 초과하면 가장 적게 사용된 쿠키부터 지워진다.
• 하나의 쿠키값은 4KB까지 저장한다.
• Response 헤더에 속성을 사용해 클라이언트에 쿠키를 만들 수 있고, 이후 사용자가 따로 요청하지 않아도 브라우저가 Request시에 헤더에 넣어서 자동으로 서버에 전송한다.
• 쿠키는 다음으로 구성되어 있다. 이름, 값, 유효시간, 도메인, 그리고 경로이다.
• 일정시간 동안 데이터를 저장할 수 있다.

목적

• 세션관리: 웹 페이지를 열어 서비스를 사용하는 그 세션에서 서버가 알아야할 정보들을 저장한다.
• 개인화: 사용자에 따라 적절한 페이지를 개인마다 다른 저장된 정보로 꾸며 보여줄 수 있다.
• 트래킹: 사용자의 행동과 패턴을 분석하고 기록한다.

Cookie Process

1. 클라이언트가 페이지 요청
2. 서버에서 쿠키를 생성해 Response 헤더에 포함시켜 응답
3. 클라이언트에서 쿠키를 받아 보관. 브라우저 종료시 가지고 있을 지 결정 필요.
4. 같은 요청일 경우 Request 헤더에 쿠키를 함께 보내 사용자 보증 및 필요 정보 첨부.
5. 서버에서 쿠키를 읽어 상태 정보를 변경할 필요가 있을 때 쿠키 업데이트 후 헤더에 포함해 다시 보내준다.

위 단계들이 실제로 진행되는 단계이다. 여러 페이지를 이동해도 사용자 정보를 가지고 있고 지속적으로 로그인이 된 것 처럼 정보를 가지고 활용한다.

Session

세션은 일정 시간동안 같은 브라우저로부터 들어오는 일련의 요구를 하나의 상태로 보고 유지하는 기술이다. 쿠키가 클라이언트에 저장되는 데이터라면 세션은 서버에 저장되는 데이터라고 할 수 있다.

특징

• 서버에서는 클라이언트 구분을 위해 각각 세션 ID를 주고 브라우저 종료 전까지 인증 상태를 유지한다.
• 접속 시간에 제한을 두어 일정 시간동안 응답이 없으면 정보가 유지되지 않도록 설정도 가능하다.
• 사용자 정보를 서버에 두어 쿠키보다 보안이 더 훌륭하다 볼 수 있지만 사용자가 많아질수록 서버 메모리를 더 많이 차지하고, 동시 접속자가 많을 경우 서버에 과부하를 줘 성능 저하를 일으킬 수 있다.

Session Process

1. 클라이언트가 서버를 처음 접속할 때 세션 ID를 발급받는다.
2. 클라이언트는 세션 ID를 쿠키를 통해 저장하고 있는다.
3. 클라이언트는 헤더에 세션 ID를 가지고 요청을 보내고 서버는 그 아이디로 세션에 있는 정보를 가져온다.
4. 적절한 작업 후 정보를 클라이언트에 보내준다.
5. 브라우저가 켜져 있는 동안이 한 세션이다. 클라이언트 (브라우저) 종료 시 클라이언트의 세션 ID와 서버의 세션도 사라진다.

쿠키보다 한 단계의 보안 필터를 넣어주는 개념이다.

Cookie & Session

쿠키와 세션은 비슷한 듯 보이지만 차이가 있다.

저장위치: 쿠키는 클라이언트에, 세션은 서버에 데이터를 저장한다.
보안: 쿠키는 로컬에 저장되기에 변질 혹은 요청에서 스나이핑으로 정보를 빼앗길 우려가 있지만 세션은 로컬에 세션 아이디만 저장하고 실제 데이터는 다 서버에 있기에 쿠키보다는 세션이 더 보안성에서 유리하다. 하지만 누가 세션 아이디를 훔친다면...세션 정보도 도둑맞을 수 있다.
라이프 사이클: 쿠키도 만료시간을 설정하지만 파일로 저장하고 옵션이 있기에 설정에 따라 브라우저 종료 후에도 쿠키를 유지하거나 정보를 남길 수 있다. 만료시간을 매우 길게 잡는다면 사용자가 쿠키를 인위적으로 삭제하기 전까지도 이론상 존재할 수 있다. 하지만 세션은 브라우저 종료시 무조건 사라진다.
속도: 쿠키는 로컬에서 정보를 관리해서 요청을 보낼 때 속도가 빠르고 세션은 서버에서 한번 정보를 가져와 처리를 해야하기에 더 느리다.

세션은 서버의 자원을 사용해 계속 사용하면 서버의 메모리가 감당할 수 없을 정도로 늘어나고 속도가 느려질 위험이 있다.

• 캐시는 이미지, css, js파일 등을 브라우저 혹은 서버 앞 단에 저장해 사용하는 것으로 한번 저장되면 브라우저를 참고하기에 서버에서 변경되어도 사용자는 변경된 것을 못 볼 수도 있다. 쿠키와 세션과는 확연하게 저장 위치, 보안과 라이프 사이클에서 다르다.

Conclusion

쿠키와 세션은 고전적으로 로그인에 많이 사용하는 기술로 서비스를 더욱 효율적으로 사용하는데 유용하다. 하지만 쿠키는 보안의 문제가 있고 또 세션은 사용자의 숫자가 지속적으로 늘어나는 만큼 서버 메모리를 차지해 과부하를 일으킬 위험이 있어 또 이러한 문제들을 보완하기 위해 토큰 기반의 인증방식을 더 자주사용한다. 보통 토큰과 쿠키, 혹은 토큰과 세션을 잘 혼합해 사용한다.

출처
https://jeong-pro.tistory.com/80
https://interconnection.tistory.com/74
https://cjh5414.github.io/cookie-and-session/
https://wooooooak.github.io/web/2018/10/27/%EC%BF%A0%ED%82%A4vs%EC%84%B8%EC%85%98/