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[Spring Security] JWT

taecode 2025. 2. 6. 09:15

토큰 기반 자격 증명

 

✅ HTTP 프로토콜 특성

 - 비 연결성(Connectionless) : request를 전송한 후, response를 수신하게 되면 연결을 끊음
 - 비 상태성(Stateless) : request와 response에 대한 상태를 저장하지 않음

 

✅ 세션 기반 자격 증명 방식

 - 서버 측에 인증된 사용자의 정보를 세션 형태로 세션 저장소에 저장하는 방식

 - 서버 측 세션 저장소에 저장된 세션 정보와 사용자가 제공하는 정보가 일치하는지 확인하는 방식

 

✅ 세션 기반 자격 증명의 특징

  • 인증된 사용자 정보를 서버 측 세션 저장소에서 관리
  • 사용자 세션의 고유 ID인 세션 ID는 클라이언트의 쿠키에 저장되어 request 전송 시, 인증된 사용자인지를 증명하는 수단으로 사용
  • 세션 ID만 클라이언트 쪽에서 사용하므로 상대적으로 적은 네트워크 트래픽을 사용
  • 서버 측에서 세션 정보를 관리하므로 보안성 측면에서 조금 더 유리
  • 서버의 확장성 면에서는 세션 불일치 문제가 발생할 가능성
  • 세션 데이터가 많아질수록 서버의 부담이 가중
  • SSR(Server Side Rendering) 방식의 애플리케이션에 적합한 방식

 

✅  토큰 기반 자격 증명

 - 토큰 : 인증된 사용자의 자격을 증명하는 동시에 접근 권한을 부여해 접근 권한이 부여된 특정 리소스에만 접근할 수 있게 하는 역할

 

 

✅ 토큰 기반 자격 증명의 특징

  • 토큰에 포함된 인증된 사용자 정보는 서버 측에서 별도의 관리를 하지 않음.
  • 생성된 토큰을 헤더에 포함해 request 전송 시, 인증된 사용자인지를 증명하는 수단으로 사용
  • 토큰 내에 인증된 사용자 정보 등을 포함하고 있으므로 세션에 비해 상대적으로 많은 네트워크 트래픽을 사용
  • 기본적으로 서버 측에서 토큰을 관리하지 않으므로 보안성 측면에서 조금 더 불리
  • 인증된 사용자 request의 상태를 유지할 필요가 없기 때문에 서버의 확장성 면에서 유리하고, 세션 불일치 같은 문제가 발생 X
  • 토큰에 포함되는 사용자 정보는 토큰의 특성상 암호화가 되지 않기 때문에 공격자에게 토큰이 탈취될 경우, 사용자 정보를 그대로 제공하는 셈이 됩니다. 따라서 민감한 정보는 토큰에 포함하지 말아야 한다.
  • 기본적으로 토큰이 만료되기 전까지는 토큰을 무효화시킬 수 없습니다.
    - 기본적으로 토큰 무효화를 할 수 없지만 key/value 쌍의 형태로 저장되는 Redis 같은 인메모리 DB에 무효화시키고자 하는 토큰의 만료 시간을 짧게 주어 해당 토큰을 사용하지 못하게 하는 등의 방법을 사용해 토큰 무효화 문제를 보완하
  • CSR(Client Side Rendering) 방식의 애플리케이션에 적합한 방식입니다.

 

JWT ( JSON Web Token )

 

JWT(JSON Web Token)란?

- JWT는 데이터를 안전하고 간결하게 전송하기 위해 고안된 인터넷 표준 인증 방식

- 토큰 인증 방식에서 가장 범용적으로 사용되며 JSON 포맷의 토큰 정보를 인코딩 후, 인코딩 된 토큰 정보를 Secret Key로 서명(Sign)한 메시지를 Web Token으로써 인증 과정에 사용

- Secret Key : Salt 같은거

 

 

JWT의 구조

 - Header - Payload - Signature -

 

1. Header

 - 어떤 종류의 토큰인지(지금의 경우엔 JWT), 어떤 알고리즘으로 Sign할지 정의

 - JSON 포맷 형태로 정의 

{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

 -> base64 방식으로 인코딩하면 JWT의 첫 번째 부분 완성

 

2. Payload

 - 실제 필요한 데이터

 - 서버에서 활용할 수 있는 사용자의 정보가 담겨 있음.

 - 어떤 정보에 접근 가능한지에 대한 권한을 담을 수도 있고, 사용자의 이름 등 필요한 데이터를 담을 수 있음.

 - Signature를 통해 유효성이 검증될 정보이긴 하지만, 민감한 정보는 담지 않는 것이 좋음.

{
  "sub": "someInformation",
  "name": "phillip",
  "iat": 151623391
}

 -> 첫 번째 부분과 마찬가지로, 위 JSON 객체를 base64로 인코딩하면 JWT의 두 번째 블록이 완성

 

3. Signature

 - base64로 인코딩 된 첫 번째, 그리고 두 번째 부분이 완성되었다면, Signature에서는 원하는 비밀 키(Secret Key)와 Header에서 지정한 알고리즘을 사용하여 Header와 Payload에 대해서 단방향 암호화를 수행

 - 암호화된 메시지는 토큰의 위변조 유무를 검증하는 데 사용

 - 예를 들어 HMAC SHA256 알고리즘(암호화 방법 중 하나)을 사용한다면 Signature는 아래와 같은 방식으로 생성

 - Header와 Payload를 더한 문자열에 Secret Key를 더한 것을 해싱한 것.

HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + '.' + base64UrlEncode(payload), secret);

 

 

 토큰 기반 인증 절차

  1. 클라이언트가 서버에 아이디/비밀번호를 담아 로그인 요청
  2. 아이디/비밀번호가 일치하는지 확인하고, 클라이언트에게 보낼 암호화된 토큰을 생성
    • Access Token과 Refresh Token을 모두 생성
      • 토큰에 담길 정보(Payload)는 사용자를 식별할 정보, 사용자의 권한 정보 등
      • Refresh Token 이용해 새로운 Access Token을 생성할 것이므로 두 종류의 토큰이 같은 정보를 담을 필요는 없움
  3. 토큰을 클라이언트에게 전송하면, 클라이언트는 토큰을 저장
    • 저장하는 위치는 Local Storage, Session Storage, Cookie 등
  4. 클라이언트가 HTTP Header(Authorization Header) 또는 쿠키에 토큰을 담아 request를 전송
    • Bearer authentication을 이용합니다. ( Bearer + 공백 + 토큰 )
    • Bearer 붙는건 규칙임
    • Bearer : 이 토큰은 JWT 토큰 or OAuth에 사용될 거다
  5. 서버는 토큰을 검증하여 "아 우리가 발급해 준 토큰이 맞네!"라는 판단이 될 경우, 클라이언트의 요청을 처리한 후 응답을 보내준다.

 

 

JWT의 장점과 단점

 

▶ 장점

  1. 상태를 유지하지 않고(Stateless), 확장에 용이한(Scalable) 애플리케이션을 구현하기 용이
    • 서버는 클라이언트에 대한 정보를 저장할 필요 없음 (토큰이 정상적으로 검증되는지만 판단)
    • 클라이언트는 request를 전송할 때마다 토큰을 헤더에 포함시키면 된다.
      • 여러 대의 서버를 이용한 서비스라면 하나의 토큰으로 여러 서버에서 인증이 가능하기 때문에 JWT를 사용하는 것이 효과적
      만약에 세션 방식이라면 모든 서버가 해당 사용자의 세션 정보를 공유하고 있어야 합니다.
  2. 클라이언트가 request를 전송할 때마다 자격 증명 정보를 전송할 필요가 없음
    • HTTP Basic 같은 인증 방식은 request를 전송할 때마다 자격 증명 정보를 포함해야 하지만 JWT의 경우 토큰이 만료되기 전까지는 한 번의 인증만 수행하면 된다.
  3. 인증을 담당하는 시스템을 다른 플랫폼으로 분리하는 것이 용이
    • 사용자의 자격 증명 정보를 직접 관리하지 않고, Github, Google 등의 다른 플랫폼의 자격 증명 정보로 인증하는 것이 가능
    • 토큰 생성용 서버를 만들거나, 다른 회사에서 토큰 관련 작업을 맡기는 것 등 다양한 활용이 가능
  4. 권한 부여에 용이
    • 토큰의 Payload(내용물) 안에 해당 사용자의 권한 정보를 포함하는 것이 용이

 

▶ 단점

  1. Payload는 디코딩이 용이
    • Payload는 base64로 인코딩 되기 때문에 토큰을 탈취하여 Payload를 디코딩하면 토큰 생성 시 저장한 데이터를 확인할 수 있다. 따라서 Payload에는 민감한 정보를 포함하지 않아야 한다.
  2. 토큰의 길이가 길어지면 네트워크에 부하를 줄 수 있음
    • 토큰에 저장하는 정보의 양이 많아질수록 토큰의 길이는 길어진다.
    • 따라서 request를 전송할 때마다 길이가 긴 토큰을 함께 전송하면 네트워크에 부하를 줄 수 있다.
  3. 토큰은 자동으로 삭제되지 않는다.
    • 즉 한 번 생성된 토큰은 자동으로 삭제되지 않기 때문에 토큰 만료 시간을 반드시 추가해야 한다.
    • 또한 토큰이 탈취된 경우 토큰의 기한이 만료될 때까지 토큰 탈취자가 해당 토큰을 정상적으로 이용할 수 있으므로 만료 시간을 너무 길게 설정하지 않아야 한다.

 

 

 

JWT의 종류

 

  1. 액세스 토큰(Access Token) : 보호된 정보들에 접근할 수 있는 권한 부여에 사용.
    - 탈취되면 위험하기 때문에 유효기간 짧음.

  2. 리프레시 토큰(Refresh Token) : 액세스 토큰이 만료되었을 때 액세스 토큰을 재발급하기 위함.
    - 이마저 탈취되면 위험하기 때문에 이를 방지하기 위해서 액세스 토큰을 재발행 할 때 리프레시 토큰도 같이 재발행하는 방식으로 사용한다. ( 일회용으로 사용 )
    - 더 보안을 높이려면 리프레시 토큰을 서버에 저장할 수 있음.

 

 

 

메모

 

  • JSON은 문자열 데이터임 ( 특정 프레임워크에 종속되지 않음 )

  • 토큰에 민감한 정보 담으면 절대 안됨

  • 토큰, 세션 차이점 :
    인증 정보를 저장한는 주체 : 토큰은 클라이언트 세션은 서버
    확장의 용이성 : 토큰 - 동시성 문제를 쉽게 해결할 수 있기 때문
    더 안전한건 세션 : 세션을 탈취하려면 서버에 접근해야하기 때문

  • SecretKey 길이제한 : 짧으면 가치 없다고 판단해서 튕겨냄

  • DateTime 안쓰고 Calendar로 쓰는 이유는 Calendar는 지금 시간을 기점으로 몇 분/시 후를 정할 수 있기 때문에
  • 토큰은 ProviderManager단에서 만들어지는게 베스트케이스

  • RefreshToken은  'Bearer ' 안붙여도 된다.
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