HTTP의 보안상 취약점
HTTP는 암호화가 되지 않은 데이터를 주고 받는 프로토콜이기 때문에
- 다른 누군가에 의해 도청 가능하고
- 통신 상대를 확인하지 않기에
- 중간에 데이터가 변조될 수 있다
=> 따라서 이를 방지하기 위해 SSL 을 통해 보안기능을 추가한 프로토콜이 HTTPS이다.
대칭키
동일한 키로 암호화와 복호화를 하는 방식
그러나, 암호를 주고 받는 사람들 사이에 대칭키를 전달할 때 대칭키가 유출되면 외부에서 복호화하여 데이터를 감청할 수 있으므로 보안에 취약하다.
공개키
서로 다른 키로 암호화/복호화하는 방식
두개의 키를 가지는 데, A키로 암호화를 하면 B키로 복호화 할 수 있고, B키로 암호화하면 A키로 복호화 할 수 있는 방식이다. 이때, 두개의 키 중 하나를 비공개키 (private key, 개인키, 비밀키)로 하고, 나머지를 공개키 (public key)로 지정한다. 비공개키는 자신만이 가지고 있고, 공개키를 타인에게 제공한다.
공개키 방식
- 정보제공자에게 공개키를 전송한다.
- 공개키를 받은 정보제공자는 공개키를 이용해서 정보를 암호화하여 비공개키를 가지고 있는 사람에게 전송한다.
- 비공개키의 소유자는 비공개키를 이용해서 암호화된 정보를 복호화한다.
이 과정에서 공개키가 유출된다고 해도 비공개키를 모르면 정보를 복호화 할 수 없기 때문에 안전하다.
전자 서명
비공개키의 소유자는 비공개키를 이용해서 정보를 암호화 한 후에 공개키와 함께 암호화된 정보를 전송한다. 정보와 공개키를 획득한 사람은 공개키를 이용해서 암호화된 정보를 복호화 한다.
이 과정에서 공개키가 유출된다면 의도하지 않은 공격자에 의해서 데이터가 복호화 될 위험이 있지만, 이 방식은 데이터를 보호하는 것이 목적이 아니다.
암호화된 데이터를 공개키를 가지고 복호화 할 수 있다는 것은 그 데이터가 공개키와 쌍을 이루는 비공개키에 의해서 암호화 되었다는 것을 의미한다. 즉, 공개키가 데이터를 제공한 사람의 신원을 보장해주게 되는 것이다. 이러한 것을 전자 서명이라고 부른다.
대칭키와 공개키의 장단점
공개키 방식의 암호화는 보안에 유리하나, 매우 많은 컴퓨터 자원을 사용한다.
반면에 대칭키 방식은 효율적이지만 보안의 문제가 발생한다.
=> SSL은 이 두가지 방식의 장점을 합한 방식이다. 공개키 방식으로 키를 암호화하고, 실제 데이터를 주고 받을 때는 대칭키를 이용해서 데이터를 주고 받는 다. (아래 더 자세한 설명)
SSL
SSL 디지털 인증서란
SSL 인증서는 클라이언트와 서버간의 통신을 제3자가 보증해주는 전자화된 문서다.
클라이언트가 서버에 접속한 직후에 서버는 클라이언트에게 이 인증서 정보를 전달한다. 클라이언트는 이 인증서 정보가 신뢰할 수 있는 것인지를 검증 한 후에 다음 절차를 수행하게 된다.SSL 방식의 장점
- 통신 내용의 외부 노출을 방지
- 접속하려는 서버가 신뢰 할 수 있는 판단
- 통신 내용의 변경을 방지
SSL의 동작방법
SSL은 데이터를 전송하기 할 때 공개키와 대칭키를 혼합해서 사용한다.
- 실제 주고 받을 데이터는 대칭키 방식으로 암호화
- 복호화할 때 사용할 대칭키(세션키)는 공개키 방식으로 암호화
컴퓨터와 컴퓨터가 네트워크를 이용해서 통신을 할 때는 내부적으로 3가지 단계가 있다.
1. 악수 -> 2. 전송 -> 3. 세션종료
1. 악수(Handshake)
- Client Hello : 클라이언트가 서버에 접속한다.
- 클라이언트 측에서 생성한 랜덤 데이터
- 세션 아이디 : 이미 SSL 핸드쉐이킹을 했다면 기존의 세션을 재활용하게 되는데, 이 때 사용할 연결에 대한 식별자를 서버 측으로 전송한다.
- Server Hello : 서버가 Client Hello에 대한 응답한다.
- 서버 측에서 생성한 랜덤 데이터
- SSL 인증서
- 클라이언트는 해당 서버가 신뢰할 만한 서버인지 검증하고 pre master secret 값을 생성한다
- 3-1) 서버 인증서 확인
- CA의 공개키로 서버의 인증서를 복호화함
- 복호화에 성공 시 해당 서버는 신뢰할 만한 서버이다.(전자서명 방식)
- 3-2) 클라이언트는 서버 측 랜덤 데이터와 클라이언트 측 랜덤 데이터를 조합해서 pre master secret(대칭키)라는 키를 생성한다.
- 3-1) 서버 인증서 확인
- 클라이언트는 pre master secret 값을 서버에게 전송한다
- 이때 공개키 방식을 사용한다.
- 서버의 공개키(서버로부터 받은 인증서 안에 있음)로 pre master secret 값을 암호화해서 서버로 전송하면 서버는 자신의 비공개키로 안전하게 복호화 할 수 있다.
- 서버는 클라이언트가 전송한 pre master secret 값을 자신의 비공개키로 복호화한다.
- 서버와 클라이언트는 pre master secret 값을 공유하고, 이 값을 master secret 값으로 만든다.
- master secret는 session key를 생성
- (이후부터는 session key 값을 이용해서 서버와 클라이언트는 데이터를 대칭키 방식으로 암호화 한 후에 주고 받는다. ⇒ 세션)
- 클라이언트와 서버는 핸드쉐이크 단계의 종료를 서로에게 알린다.
2. 전송
- 세션은 실제로 서버와 클라이언트가 데이터를 주고 받는 단계이다.
- session key 로 대칭키 방식으로 암호화한다.
3. 세션 종료
- 데이터의 전송이 끝나면 SSL 통신이 끝났음을 서로에게 알려준다.
- 이 때 통신에서 사용한 세션키는 폐기한다.
Reference
