참고: 스프링부트 3 백엔드 개발자 되기
토큰 기반 인증이란?
사용자가 서버에 접근할 때 이 사용자가 인증된 사용자인지 확인하는 방법은 다양하다. 대표적인 사용자 인증 방법으로 서버 기반 인증과 토큰 기반 인증이 있는데
스프링 시큐리티에서는 기본적으로 세션 기반 인증을 제공해준다. 스프링 시큐리티로 로그인/로그아웃, 회원가입 구현하기 등을 통해 기본적으로 제공해주는 세션 기반 인증을 사용하여
사용자마다 사용자의 정보를 담은 세션을 생성하고 저장해서 인증을 하며 이를 세션 기반 인증이라고 한다.
토큰 기반 인증은 토큰을 사용하는 방법이다. 토큰은 서버에서 클라이언트를 구분하기 위한 유일한 값인데 서버가 토큰을 생성해서 클라이언트에게 제공하면,
클라이언트는 이 토큰을 가지고 있다가 여러 요청을 이 토큰과 함께 신청한다. 서버는 토큰만 보고 유효한 사용자인지 확인하고 검증한다.
토큰을 전달하고 인증받는 과정
1.
클라이언트가 아이디와 비밀번호를 서버에게 전달하면서 인증을 요청하면
2.
서버는 아이디와 비밀번호를 확인하여 유효한 사용자에게 검증한다. 유효한 사용자면 토큰을 생성해서 응답한다.
3.
클라이언트는 서버에서 준 토큰을 저장한다.
4.
이후 인증이 필요한 API를 사용할 때 토큰을 함께 보낸다.
5.
그러면 서버는 토큰이 유효한지 검증한다.
6.
토큰이 유효하다면 클라이언트가 요청한 내용을 처리한다.
토큰 기반 인증의 특징
•
무상태성
◦
사용자의 인증 정보가 담겨 있는 토큰이 서버가 아닌 클라이언트에 있으므로 서버에 저장할 필요가 없다.
◦
토큰 기반 인증에서는 클라이언트에서 인증 정보가 담긴 토큰을 생성하고 인증한다.
◦
따라서 클라이언트에서는 사용자의 인증 상태를 유지하면서 이후 요청을 처리해야 하는데 이것을 상태를 관리한다고 말한다.
◦
이렇게 하면 서버 입장에서 클라이언트의 인증 정보를 저장하거나 유지하지 않아도 되기에 완전한 무상태(stateless)로 효율적인 검증을 할 수 있다.
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확장성
◦
물건을 파는 서비스가 있고, 결제를 위한 서버와 주문을 위한 서버가 분리되어 있는 경우 세션 인증 기반은 각각 API에서 인증을 해야 되는 것과는 달리
토큰 기반 인증에서는 토큰을 가지는 주체는 서버가 아니라 클라이언트이기 때문에 가지고 있는 하나의 토큰으로 결제 서버와 주문 서버에게 요청을 보낼 수 있다.
◦
추가로 페이스북 로그인, 구글 로그인 같이 토큰 기반 인증을 사용하는 다른 시스템에 접근해 로그인 방식을 확장할 수도 있고, 이를 활용해 다른 서비스에 권한을 공유할 수도 있다.
•
무결성
◦
토큰 방식은 HMAC(Hash-based Message Authentication) 기법이라고도 부르는데 토큰을 발급한 이후에는 토큰 정보를 변경하는 행위를 할 수 없다.
◦
즉, 토큰의 무결성이 보장되며 만약 누군가 토큰을 한 글자라도 변경한다면 서버에서는 유효하지 않은 토큰이라고 판단한다.
JWT
•
JWT 구조
◦
헤더에는 토큰의 타입과 해싱 알고리즘을 지정하는 정보를 담고 있다.
aaaaa . bbbbbb . ccccc
헤더 내용 서명
Java
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◦
토큰 타입과 해싱 알고리즘 지정 예
{
"typ": "JWT",
"alg": "HS256"
}
JSON
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◦
헤더의 구성
▪
typ: 토큰의 타입을 지정한다. JWT라는 문자열이 들어가게 된다.
▪
alg: 해싱 알고리즘을 지정한다.
내용에는 토큰과 관련된 정보를 담는다. 내용의 한 덩어리를 클레임(claim)이라고 부르며, 클레임은 키값의 한 쌍으로 이루어져 있다. 클레임은 등록된 클레임, 공개 클레임, 비공개 클레임으로 나눌 수 있다.
이름 | 설명 |
iss | 토큰 발급자(issuer) |
sub | 토큰 제목(subject) |
aud | 토큰 대상자(audience) |
exp | 토큰의 만료 시간(expiration). 시간은 NumericDate 형식으로 하며(예: 1480849147512), 항상 현재 시간 이후로 설정한다. |
nbf | 토큰의 활성 날짜와 비슷한 개념으로 nbf는 Not Before를 의미한다. NumericDate 형식으로 날짜를 지정하며,
이 날짜가 지나기 전까지는 토큰이 처리되지 않는다. |
iat | 토큰이 발급된 시간으로 iat은 issued at을 의미한다. |
jti | JWT의 고유 식별자로서 주로 일회용 토큰에 사용한다. |
공개 클레임(public claim)은 공개되어도 상관없는 클레임을 의미한다. 충돌을 방지할 수 있는 이름을 가져야 하며, 보통 클레임 이름을 URI로 짓는다. 비공개 클레임(private claim)은 공개되면 안 되는 클레임을 의미한다. 클라이언트와 서버 간의 통신에 사용된다.
iss, iat, exp는 JWT 자체에서 등록된 클레임이고, URI로 네이밍된 https://goldfish.com/jwt_claims/is_admin 은 공개 클레임이다.
그 외에 등록된 클레임도, 공개 클레임도 아닌 email, hello는 비공개 클레임 값이다.
{
"iss": "selfmade@gmail.com", // 등록된 클레임
"iat": 1622379201, // 등록된 클레임
"exp": 1623462819, // 등록된 클레임
"https://goldfish.com/jwt_claims/is_admin": true, // 공개 클레임
"email": "selfmade@gmail.com", // 비공개 클레임
"hello": "안녕하세요!" // 비공개 클레임
}
JSON
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◦
서명은 해당 토큰이 조작되었거나 변경되지 않았음을 확인하는 용도로 사용되며, 헤더의 인코딩값과 내용의 인코딩값을 합친 후에 주어진 비밀키를 사용해 해시값을 생성한다.
토큰 유효기간
•
리프레시 토큰
◦
액세스 토큰과 별개의 토큰이다.
◦
사용자를 인증하기 위한 용도가 아닌 액세스 토큰이 만료되었을 때 새로운 액세스 토큰을 발급하기 위해 사용한다.
◦
액세스 토큰의 유효 기간을 짧게 설정하고, 리프레시 토큰의 유효 기간을 길게 설정하면 공격자가 액세스 토큰을 탈취해도 몇 분 뒤에는 사용할 수 없다.
== 진행 과정 ==
1.
클라이언트가 서버에게 요청을 보낸다.
2.
서버는 클라이언트에서 전달한 정보를 바탕으로 인증 정보가 유효한지 확인한 후에 액세스 토큰과 리프레시 토큰을 만들어 클라이언트에게 전달한다.
클라이언트는 전달받은 토큰을 저장한다.
3.
서버에서 생성한 리프레시 토큰은 DB에도 저장한다.
4.
인증을 필요로 하는 API를 호출할 때 클라이언트에 저장된 액세스 토큰과 함께 API를 요청한다.
5.
서버는 전달받은 액세스 토큰이 유효한지 검사한 뒤에 유효하다면 클라이언트에서 요청한 내용을 처리한다.
6.
시간이 지나고 액세스 토큰이 만료된 뒤에 클라이언트에서 원하는 정보를 얻기 위해 서버에게 API 요청을 보낸다.
7.
서버는 액세스 토큰이 유효한지 검사한다. 만료된 토큰이면 유효하지 않기 때문에 토큰이 만료가 되었다는 에러를 보낸다.
8.
클라이언트는 이 응답을 받고 저장해둔 리프레시 토큰과 함께 새로운 액세스 토큰을 발급하는 요청을 전송한다.
9.
서버는 전달받은 리프레시 토큰이 유효한지, DB에서 리프레시 토큰을 조회한 후 저장해둔 리프레시 토큰과 같은지 확인한다.
10.
만약 유효한 리프레시 토큰이라면 새로운 액세스 토큰을 생성한 후 응답한다. 그 이후에 클라이언트는 4번과 같이 다시 API를 요청한다.