개요
새롭게 스프링 포팅 작업을 진행하면서, 인증 부분 구현을 맡게 되었습니다.
기존에는 간단하게만 이해하고 있던 부분들이었는데, 더 명확하게 짚을 필요가 있지 않을까 하는 생각이 문득 들었습니다.
현재 우리가 사용하는 인증 방식들에 대한 이해와 관련한 개념들에 대한 학습이 필요하다고 느꼈고, 이것들을 정리해보고자 합니다.
인증과 인가
인증(Authentication)과 인가(Authorization)는 다른 의미입니다.
인증은 접근할 수 있는 사용자인지 자격을 1차적으로 검증하는 것입니다. 42의 경우에는 42 OAuth(인트라 로그인)을 통과하는 사람들이 1차적으로 우리가 제공하는 서비스에 접근할 수 있는 ‘인증된 사용자’일 것입니다.
인가는 접근 권한을 식별하는 것입니다. 1차적으로 우리 서버에 접근할 수 있다고 하더라도, 권한에 따라 접근할 수 있는 리소스(정보)가 다르다면 그 권한에 따라 인가해주어야 하는 것입니다.
비행기를 예로 들어보겠습니다.
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인증 - 여권과 비행기 표가 확인되어야 비행기를 탈 수 있다.
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인가 - 비행기 표에 적힌 좌석 등급(권한)에 따라 앉을 수 있는 자리가 다르다.
즉, 인증은 누구인지 확인하는 것이고 인가는 무엇을 할 수 있는지 알아보는 것입니다.
그리고 이러한 인증, 인가를 웹 어플리케이션에서 구현하는 방법에는 주로 세션(Session)과 토큰(Token)을 통한 방식이 있습니다.
세션
a period of time or meeting arranged for a particular activity
특정 활동을 위해 정해진 모임이나 기간
인증에서 세션은 인증 및 권한 부여 정보를 포함하여 사용자 데이터를 저장하기 위한 서버측 메커니즘입니다. 사용자가 로그인하면 서버에 세션이 생성되고, 고유한 세션 ID가 쿠키 형태로 클라이언트에 전송됩니다. 클라이언트는 각 후속 요청과 함께 이 ID를 전송하여 서버가 사용자의 세션 데이터를 검색하고 응답을 제공할 수 있도록 합니다.
세션을 이용한 인증 방식은 다음과 같이 나타납니다.
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사용자가 유효한 로그인을 합니다.
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사용자의 세션 ID와 그 사용자에 대한 식별 정보를 key:value 형태로 서버가 기억합니다.
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이에 맞춰서 사용자는 본인이 서버에게서 발급받은 세션 ID를 요청할 때에 전송하고, 서버는 key인 세션 ID를 통해 해당 유저임을 확인, 정보를 제공하는 것입니다.
토큰
something that you do, or a thing that you give someone, that expresses your feelings or intentions, although it might have little practical effect
실질적으로 효과가 없을지라도, 자신의 감정이나 의도를 표현하는 행동이나 누군가에게 전달하는 것
인증에서 토큰은 제한된 리소스에 대해 일정 기간 동안 접근할 수 있는 권한을 캡슐화한 것입니다. 토큰은 일반적으로 의미를 알 수 없는 임의의 문자열 형태로 사용자에게 발급됩니다.
토큰을 이용한 인증 방식은 대체로 다음과 같이 나타납니다.
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유저가 인증을 수행하여 성공하면, 서버는 토큰을 발급해줍니다.
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유저는 앞으로 이 토큰을 가지고 있고, 매번 리소스에 대한 접근을 요청할 때 token을 서버에게 전달하여 본인이 인증된 사용자임을 나타냅니다.
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서버는 유저로부터 전달받은 토큰을 본인들이 발급한 토큰이 맞는지, 만료되지는 않았는지 등을 따져 유효성을 검사하고, 유효한 토큰인 경우 접근을 허가합니다.
왜 ‘대체로’라고 얘기했을까요? 그 이유는, 감히 제가 판단하건대, 그리고 저를 포함한 대부분의 사람들이 이해하는 토큰을 이용한 인증 방식은 위와 같은 방식이라고 생각하기 때문입니다. 그렇다면 어떤 지점에서 의미가 나뉘는 걸까요?
토큰은 의미의 단위임은 이미 설명했으니, ‘유저는 앞으로 이 토큰을 가지고 있고’라고 말했던 부분에 주목하여 설명하겠습니다.
Stateful vs Stateless
유저가 토큰을 가지고 있다는 것은 무슨 의미일까요?
이것은 유저(클라이언트)에 대한 특정 정보가 서버가 아닌 유저 측에 저장되어 있음을 뜻합니다. 이를 무상태(stateless)라고 할 수 있습니다.
만약 서버측에 저장되어 있다면 이는 상태유지(stateful)를 뜻합니다.
즉, stateless와 stateful을 구분하는 기준은 ‘클라이언트의 정보가 서버에서 관리되는가?’로 생각해볼 수 있습니다.
stateful과 stateless한 인증 방식의 장단점
stateful한 방식으로 인증하는 방법의 장점은 다음과 같습니다.
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단순하다 - 구현과 관리가 stateless한 방식을 구현하는 것보다 상대적으로 간단합니다.
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유연하다 - 여러 군데에서 사용될 수 있는 유저에 대한 정보를 서버가 관리하고 있기 때문에, 필요한 정보들에 대해 삭제, 추가할 수 있습니다.
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관리하기 용이하다 - 인증된 사용자에 대한 정보 자체를 서버에서 관리하므로, 해당 사용자에 대한 제한, 접근 권한 설정 등에 대해서 서버가 원하는 시점에 관리할 수 있습니다.
한편 단점은 다음과 같습니다.
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저장해야만 한다 - 서버가 인증된 사용자에 대해 알고 있어야 하므로, 트래픽이 많거나 사용자가 많은 경우에는 메모리 및 리소스를 많이 사용할 수 있습니다.
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확장하기 어렵다 - 인증에 대한 정보를 서버 안의 분산되어 있는 여러 서비스들이 사용하는 경우에, 서버가 관리하는 하나의 풀(pool)만 고려한다면 여러 서비스가 하나의 데이터를 일관되게 공유하거나 복제해야 하므로 확장성이 저하될 수 있습니다.
stateless한 방식으로 인증하는 방법의 장점은 다음과 같습니다.
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상대적으로 가볍다 - stateful하게 관리하는 경우 서버가 가지고 있어야하던 부담들을 각각의 client가 작은 크기로 부담하게 되므로, 서버가 사용하게 되는 메모리와 리소스가 감소합니다.
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확장하기 쉽다 - 반드시 서버가 갖고 있는 세션을 거치지 않아도 되므로 분산되어 있는 서비스들에 적용하기 용이합니다.
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제3 서비스와의 호환성이 높다 - 단순히 서버측에서만 사용할 수 있는 방식이 아닌, 다른 플랫폼(카카오, 애플, 네이버, 구글 …)들을 통해서도 인증을 구현할 수 있게 됩니다.
한편 단점은 다음과 같습니다.
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관리가 힘들다 - 정보 자체를 클라이언트에서 관리하기 때문에 안전하게 클라이언트에게 심어줄 수 있어야 하는 것과, 만료기한 등 - 보안과 관련한 문제들을 적절히 수행할 수 있어야 합니다 - 인증을 위한 정보의 통제 자체가 클라이언트에게 있으므로 관리가 힘들 수 있습니다.
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탈취에 대해 취약하다 - HTTP를 통한 요청으로 인증 정보를 주고 받지만, 이 도중 탈취되는 경우에 클라이언트가 보유하던 정보들이 노출 될 수 있습니다.
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제3 서비스를 이용한 구현이 어렵다 - 외부 서비스들과 호환하고자 하는 경우에 대해 별도의 전략이나 추가적인 학습이 요구되므로 stateful한 것에 비해 상대적으로 구현이 어렵습니다.
JWT
그렇다면 위에서 말했던 대체로 인증에 쓰이는 방식의 토큰은 무엇일까요?
그것은 바로 stateless token, JWT(JSON Web Token)입니다. 이름에서 볼 수 있듯, JWT는 웹에서 사용하는, JSON 형식으로 정보를 담고 있는 토큰입니다.
JWT의 구조는 위 사진에서 보이는 것 처럼 왼쪽이 임의의 문자열로 이루어진 토큰의 모습이고, 그 오른쪽은 Header, Payload, Signature 순으로 구성되어 있습니다.
Header의 경우 이 토큰(JSON 형식)이 어떠한 알고리즘으로 암호화 되어 있는지에 대한 정보를 담고 있습니다.
Payload는 이 토큰이 담고자 하는 정보들을 담고 있습니다.
Signature는 Header에 나타나 있는 방식을 통해 유효한 토큰인지 확인할 수 있는 암호화된 인증 정보를 담고 있습니다.
위 사진을 통해 Payload를 보시면, 제 인트라 고유 id, email, intra id, 블랙홀 기간 등에 대한 정보들을 담고 있는 것을 알 수 있습니다.
즉, 토큰이 서버가 필요한 유저에 대한 정보를 담고 있으므로(== 서버가 본인이 필요한 유저 정보를 관리하고 있지 않으므로) stateless token이라고 생각할 수 있습니다.
여기서 짚고 넘어가야 할 부분은, JWT는 암호화된 정보를 담은 토큰이 아닙니다. 적어도 정보 자체에 대해서는 암호화 하지 않고 그대로 Payload에 담되, 그것에 대한 유효성 여부(변조되었는지)등을 서버측에서 감지하기 위한 서버의 secret_key를 통한 암호화된 signature에 대한 정보를 담고 있을 뿐입니다. ⇒ 제 토큰을 그대로 들고가서 jwt.io에 입력하면 그대로 제 정보들을 담은 payload가 나타나는 것도 그 이유입니다. (여러분도 개발자 도구를 키셔서 애플리케이션 쿠키 or 로컬 스토리지에 있는 토큰을 jwt.io에 입력하시면 볼 수 있습니다)
stateful token?
그렇다면, token이라면 다 stateless할까요? 그것은 아닙니다.
인증된 사용자에 대한 정보를 어디서 관리하느냐에 따라 stateful과 stateless가 나뉘는 것을 고려하였을 때, stateful token이라고 한다면 마치 유저에 대한 정보를 토큰으로 서버가 관리하는 것처럼 생각이 들 수 있습니다. 하지만, 이것은 아닙니다.
저희는 이미 stateful token에 대해 얘기했습니다. 바로 session ID입니다.
session ID가 있다는 것이 의미하는 바는, 인증된 사용자에 대한 정보를 서버에서 관리하는 것으로 stateful하게 인증을 관리하고 있다는 것입니다. 이 경우, stateful한 인증에 대해서 본인이 인증된 사용자임을 증명하고자 하는 의도를 담은 최소 단위, 즉 token인 session ID가 stateful token이 되는 것입니다.
이런 경우를 생각해본다면, 단순히 token == stateless라고 하는 것은 좋지 않은 생각이라고 할 수 있을 것 같습니다.
맺음말
인증과 인가, stateless와 stateful, 그리고 토큰과 세션의 의미에 대해서 살펴봤습니다.
웹 애플리케이션의 핵심이자 기본인 부분들이다보니, 용어의 사용에 있어서 개념적인 이해가 더 명료해져야하고 혼동되지 않아야한다고 생각합니다.
제 나름대로의 이해에 따른 정리이므로 틀린 부분이 있다면 꼭 말씀해주시기 바랍니다. 감사합니다.
