https 를 적용해보자 !

HTTPS에 대해 알아보고 적용해보기

HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)

• HTTP란 서버/클라이언트 모델을 따라 데이터를 주고 받기 위한 프로토콜입니다. 즉 HTTP는 인터넷에서 하이퍼텍스트를 교환하기 위한 통신 규약으로 80번 포트를 사용하고 있습니다.

• 따라서 HTTP 서버가 80번 포트에서 요청을 기다리고 있으며, 클라이언트는 기본을 80번 포트로 요청을 보내게 됩니다.

• HTTP는 1989년 팀 버너스 리(Tim Berners Lee)에 의해 처음 설계되었으며, WWW(World-Wide-Web) 기반에서 세계적인 정보를 공유하는데 큰 역할을 했습니다.

HTTP의 구조

• HTTP는 애플리케이션 레벨의 프로토콜로 TCP/IP 위에서 작동합니다.

• HTTP는 상태를 가지고 있지 않는 Stateless 프로토콜이며 Method, Path, Version, Headers, Body 등으로 구성됩니다.

• 하지만 HTTP는 암호화가 되지 않은 평문 데이터를 전송하는 프로토콜 이기 때문에 HTTP로 비밀번호나 주민등록번호 등을 주고받으면 제3자가 정보를 조회할 수 있는 문제가 있었으며 이러한 문제를 해결하기 위해 HTTPS가 등장하게 됩니다.

HTTPS(Hyper Text Transfer Protocol Secure)

• HyperText Transfer Protocol over Secure Socket Later, HTTP over TLS, HTTP over SSL, HTTP Sercure 등으로 불리는 HTTPS는 HTTP에 데이터 암호화과 추가된 프로토콜입니다.

• HTTPS는 대칭키 암호화 방식과 비대칭키 암호화 방식을 모두 사용하고 있습니다.

대칭키 암호화

• 클라이언트와 서버가 동일한 키를 사용해 암호화/복호화를 진행합니다.

• 키가 노출되면 매우 위험하지만 연산 속도가 빠르다는 장점이 있습니다.

비대칭키 암호화

• 1개의 쌍으로 구성된 공개키와 개인키를 암호화/복호화 하는데 사용합니다.
• 공개키 : 모두에게 공개가 가능한 키
• 개인키 : 나만 가지고 알고 있어야 하는 키

• 키가 노출되어도 비교적 안전하지만 연산속도가 느립니다.

• 암호화를 공개키로 하느냐 개인키로 하느냐에 따라 얻는 효과가 다르며 공개키와 개인키로 암호화 하면 각각 다음과 같은 효과를 얻을 수 있습니다.
• 공개키 암호화 : 공개키로 암호화를 하면 개인키로만 복호화할 수 있습니다.
• 개인키는 나만 가지고 있으므로 나만 볼 수 있다.
• 개인키 암호화 : 개인키로 암호화하면 공개키로만 복호화할 수 있습니다.
• 공개키는 모두에게 공개되어 있으므로 내가 인증한 정보임을 알려 신뢰성을 보장할 수 있습니다.

HTTPS 키 주고받기

• HTTPS는 대칭키 암호화와 비대칭키 암호화를 모두 사용하여 빠른 연산속도와 안정성을 모두 얻고 있습니다.

• HTTPS 연결과정에서는 먼저 서버와 클라이언트 간에 세션키를 교환합니다. 여기서 세션키는 주고받는 데이터를 암호화 하기 위해 사용되는 대칭키이며, 데이터 간의 교환에는 빠른 연산속도가 필요하므로 세션키는 대칭키로 만들어집니다.

• 문제는 이 세션키를 클라이언트와 서버가 어떻게 교환할 것이냐 인데, 이 과정에서 비대칭키가 사용됩니다.

• 즉, 처음 연결을 성립하여 안전하게 세션키를 공유하는 과정에서 비대칭키가 사용되는 것이고, 이후에 데이터를 교환하는 과정에서 빠른 연산 속도를 위해 대칭키가 사용되는 것입니다.

HTTPS 동작 과정

1. 클라이언트(브라우저)가 서버로 최초 연결을 시도합니다.

2. 서버는 공개키(인증서)를 브라우저에 넘겨줍니다.

3. 브라우저는 인증서의 유효성을 검사하고 세션키를 발급합니다.

4. 브라우저는 세션키를 보관하며 추가로 서버의 공개키로 세션키를 암호화하여 서버로 전송합니다.

5. 서버는 개인키로 암호화된 세션키를 복호화하여 세션키를 얻습니다.

6. 클라이언트와 서버는 동일한 세션키를 공유하므로 데이터를 전달할 때 세션키로 암호화/복호화를 진행합니다.

HTTPS 발급 과정

• 위의 과정에서 추가로 살펴봐야 할 부분은 서버가 비대칭키를 발급받는 과정입니다.

• 서버는 클라이언트와 세션키를 공유하기 위한 공개키를 생성해야 하는데, 일반적으로는 인증된 기관에 공개키를 전송하여 인증서를 발급받습니다.

1. A 기업은 HTTP 기반의 애플리케이션에 HTTPS를 적용하기 위해 공개키/개인키를 발급한다.

2. CA 기업에게 돈을 지불하고, 공개키를 저장하는 인증서의 발급을 요청한다.

3. CA 기업은 CA기업의 이름, 서버의 공개키, 서버의 정보 등을 기반으로 인증서를 생성하고, CA 기업의 개인키로 암호화하여 A기업에게 이를 제공한다.

4. A기업은 클라이언트에게 암호화된 인증서를 제공한다.

5. 브라우저는 CA기업의 공개키를 미리 다운받아 가지고 있어 암호화된 인증서를 복사한다.

6. 암호화된 인증서를 복호화하여 얻은 A기업의 공개키로 세션키를 공유한다.

• 인증서는 CA의 개인키로 암호화되었기 때문에, 신뢰성을 확보할 수 있고, 클라이언트 A 기업의 공개키로 데이터를 암호화하였기 때문에 A기업만 복호화하여 원본의 데이터를 얻을 수 있다.

• 여기서 인증서에는 A 기업의 공개키가 포함되어 있으므로, A 기업의 공개키라고 바도 무방하다.

• 또한 브라우저에는 인증된 CA 기관의 정보들이 사전에 등록되어 있어 인증된 CA 기관의 인증서가 아닐 경우에는 다음과 같은 형태로 브라우저에서 보여지게 된다.