[인증 | 보안] Token-based Authentication , JWT

토큰기반 인증 (Token-based Authentication)

 

세션 기반 인증은 서버(혹은 DB)에 유저 정보를 담는 인증 방식으로,

서버에서는 유저가 민감하거나 제한된 정보를 요청할 때마다 가지고 있는 세션 값과 일치하는지 확인한다

매 요청마다 데이터베이스를 살펴보는 것이 불편하고, 이 부담을 덜어내고 싶을 때,

토큰기반 인증 중 대표적인 JWT (JSON Web Token)을 사용할 수 있다

 

 

클라이언트에서 인증 정보 보관하기

 

• 클라이언트에서 인증 정보를 보관하는 방법으로 토큰기반 인증이 고안됨
• 클라이언트는 XSS, CSRF공격에 노출이 될 위험이 있으니 민감한 정보를 담고 있어서는 안 되지만,
• 토큰은 유저 정보를 암호화한 상태로 담을 수 있고, 암호화했기 때문에 클라이언트에 담을 수 있다

 

 

 

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JWT의 종류

1. Access Token
2. Refresh Token

 

• Access token은 보호된 정보들(유저의 이메일, 연락처, 사진 등)에 접근할 수 있는 권한부여에 사용
• 클라이언트가 처음 인증을 받게 될 때(로그인 시), access, refresh token 두가지를 다 받지만,
• 실제로 권한을 얻는 데 사용하는 토큰은 access token 

 

 

access token만 있으면 되는가?

• 맞다. 권한을 부여 받는데엔 access token만 가지고 있으면 된다.
• 하지만 access token을 만약 악의적인 유저가 얻어냈다면 그는 자신이 00유저인것 마냥 서버에 여러가지 요청을 보낼 수 있다.
• 때문에 access token에는 비교적 짧은 유효기간 을 주어 탈취 되더라도 오랫동안 사용할 수 없도록 하는것이 좋다.
• Access token의 유효기간이 만료된다면 refresh token을 사용하여 새로운 access token을 발급받는다
• 이때, 유저는 다시 로그인할 필요가 없다.

 

refresh token도 탈취 당한다면?

• 유효기간이 긴 refresh token마저 악의적인 유저가 얻어낸다면 큰 문제가 될 수 있다.
• 오랜 기간동안 access token이 만료되면 다시 발급 받으면서 유저에게 피해를 입힐 수 있기 때문에
• 때문에 유저의 편의보다 정보를 지키는 것이 더 중요한 웹사이트들은 refresh token을 사용하지 않는 곳도 많다
• 세상에 완벽한 보안은 없기 때문에 각 방법들의 장단점을 참고하며 필요에 맞게 사용해야 한다

 

 

JWT 구조

 

 

 

Header

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

• 이 JSON 객체를 base64 방식으로 인코딩하면 JWT의 첫 번째 부분 완성
• Header에는 이것이 어떤 종류의 토큰인지(지금의 경우엔 JWT), 어떤 알고리즘으로 sign(암호화) 할지가 적혀있다

 

 

Payload

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

• 첫번째 부분과 마찬가지로, 위 JSON 객체를 base64로 인코딩하면 JWT의 두 번째 블록 완성
• Payload에는 정보가 담겨 있다.
• 어떤 정보에 접근 가능한지에 대한 권한을 담을 수도 있고, 사용자의 유저 이름 등 필요한 데이터는를 이곳에 담아 암호화 한다.
• 물론 암호화(헤더에서 정의한)가 될 정보지만, 민감한 정보는 되도록 담지 않는 것 좋다

 

 

Signature

만약 HMAC SHA256 알고리즘(암호화 방법중 하나)을 사용한다면

signature는 아래와 같은 방식으로 생성된다

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

 

• base64로 인코딩된 첫번째, 그리고 두번째 부분이 완성 되었다면,
• 원하는 비밀 키(암호화에 추가할 salt)를 사용하여 암호화
• base64 인코딩을 한 값은 누구나 쉽게 디코딩할 수 있지만,
• 서버에서 사용하고 있는 비밀키를 보유한게 아니라면 해독이 어렵다

 

 

JWT 사용 예시

 

JWT는 권한 부여에 유용

새로 다운받은 A라는 앱이 Gmail과 연동되어 이메일을 읽어와야 한다고 생각해 보자

 

유저는

1. Gmail 인증서버에 로그인정보(아이디, 비밀번호)를 제공한다
2. 성공적으로 인증시 JWT 를 발급받는다
3. A앱은 JWT를 사용해 해당 유저의 Gmail 이메일을 읽거나 사용할 수 있다

 

 

토큰기반 인증 절차

 

1. 클라이언트가 서버에 아이디/비밀번호를 담아 로그인 요청을 보낸다.
2. 아이디/비밀번호가 일치하는지 확인하고, 클라이언트에게 보낼 암호화된 토큰을 생성한다.
   • access/refresh 토큰을 모두 생성한다.
     • 토큰에 담길 정보(payload)는 유저를 식별할 정보, 권한이 부여된 카테고리(사진, 연락처, 기타등등)이 될 수 있다.
     • 두 종류의 토큰이 같은 정보를 담을 필요는 없다 
3. 토큰을 클라이언트에게 보내주면, 클라이언트는 토큰을 저장한다.
   • 저장하는 위치는 local storage, cookie, react의 state 등 다양하다.
4. 클라이언트가 HTTP 헤더(authorization 헤더)에 토큰을 담아 보낸다.
   • bearer authentication을 이용한다
5. 서버는 토큰을 해독하여 "아 우리가 발급해준 토큰이 맞네!" 라는 판단이 될 경우, 클라이언트의 요청을 처리한 후 응답을 보내준다.

 

 

토큰기반 인증의 장점

1. Statelessness & Scalability (무상태성 & 확장성)
   • 서버는 클라이언트에 대한 정보를 저장할 필요가 없고 토큰 해독이 되는지만 판단하면 된다
   • 클라이언트는 새로운 요청을 보낼때마다 토큰을 헤더에 포함시키면 된다
     • 서버를 여러개 가지고 있는 서비스일 경우 효율적이다 (같은 토큰으로 여러 서버에서 인증 가능)
2. 안전하다
   • 암호화 한 토큰을 사용하고, 암호화 키를 노출 할 필요가 없기 때문에 안전하다
3. 어디서나 생성 가능하다
   • 토큰을 확인하는 서버가 토큰을 만들어야 하는 법 없음
   • 토큰 생성용 서버를 만들거나, 다른 회사에서 토큰관련 작업을 맡기는 것 등 다양한 활용 가능
4. 권한 부여에 용이하다
   • 토큰의 payload(내용물) 안에 어떤 정보에 접근 가능한지 정할 수 있다
     • ex) 서비스의 사진과 연락처 사용권한만 부여