Session vs Cookie vs JWT

http 프로토콜 환경은 Connectionless, stateless 한 특성을 가지기 때문에 

서버는 클라이언트가 누구인지 매번 확인해야 합니다. 

이러한 특성을 보완하기 위해서 쿠키와 세션을 사용하게 됩니다.

 

 

1. Connectionless

 

 

- 클라이언트가 요청을 보내고 응답을 받으면 그 연결을 끊어 버리는 특징

 

- 즉, http는 클라이언트가 request를 서버에 보내면, 서버는 클라이언트에게 요청에 맞는 response를 보내고 접속을 끊는다.

 

 

2. Stateless

 

 

- 통신이 끝나면 상태를 유지하지 않는 특징

 

- 연결을 끊는 순간 클라이언트와 서버의 통신이 끝나며 상태 정보는 유지하지 않는 특성이 있다.

 

 

 

쿠키와 세션은 위의 두 가지 특징을 해결하기 위해 사용한다.

 

예를들어, 쿠키과 세션을 사용하지 않으면,

쇼핑몰에서 옷을 구매하려고 로그인을 했음에도 페이지 이동 시마다 계속 로그인일 해야 한다.

 

하지만 쿠키과 세션을 사용했을 경우에는 한 번 로그인을 하면 어떠한 방식에 의해서 그 사용자에 대한 인증이 유지되게 된다.

 

 

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? 쿠키란 ?

 

- 클라이언트 로콜에 저장되는 키와 값이 들어있는 작은 데이터 파일이다.

 

- 사용자 인증이 유효한 시간을 명시할 수 있으며, 유효 시간이 정해지면 브라우저가 종료되어도 인증이 유지되는 특징이 있다.

 

- response header에 set-cookie 속성을 사용하면 클라이언트에 쿠키를 생성할 수 있다.

 

- 쿠키는 사용자가 따로 요청하지 않아도 브라우저가 request 시, request header에 넣어서 자동으로 서버에 전송된다.

 

 

쿠키의 동작 방식

 

 

클라이언트가 페이지를 요청

                    ↓

서버에서 쿠키 생성

                    ↓

http 헤더에 쿠키를 포함 시켜 응답

                    ↓

브라우저가 종료되어도 쿠키 만료 시간이 있다면 클라이언트에서 보관

                    ↓

같은 요청을 할 경우 http 헤더에 쿠키를 함께 보냄

                    ↓

서버에서 쿠키를 읽어 이전 상태 정보를 변경할 필요가 있을 경우,

쿠키를 업데이트 하여 변경된 쿠키를 http 헤더에 포함시켜 응답

 

 

 

쿠키의 사용 예

 

 

-  방문 사이트 로그인 시, "아이디와 비밀번호를 저장하시겠습니까?"

 

- 쇼핑몰 장바구니 기능

 

- 자동 로그인

 

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? 세션 이란 ?

 

- 세션은 쿠키를 기반으로 하고 있지만, 사용자 정보를 클라이언트에 저장하는 쿠키와 달리 서버에서 관리한다.

 

- 서버에서는 클라이언트를 구분하기 위해 세션 id를 부여하여
   웹 브라우저가 서버에 접속해서 브라우저가 종료할 때까지 인증 상태를 유지한다.

 

- 사용자에 대한 정보를 서버에 두기 때문에 쿠키보다 보안이 좋지만,
   사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 된다.

   즉 !!! 

   동시 접속자가 많은 웹 사이트의 경우 서버의 과부하를 주게 되므로, 성능 저하의 요인이 된다.

 

- 클라이언트가 request를 보내면, 해당 서버가 클라이언트에게 유일한 id를 부여하는데 이를 session id 라고 한다.

 

 

 

세션의 동작 방식

 

 

클라이언트가 서버 접속 시, 세션 id를 발급 받음

                    ↓

클라이언트는 세션 id에 대해 쿠키를 사용해서 저장하고 가지고 있음

                    ↓

클라이언트는 서버에 요청할 때, 이 쿠키의 세션 id를 같이 서버에 전달해서 요청

                    ↓

서버는 세션 id를 전달 받아 별도 작업 없이 세션 id로 세션에 있는 클라이언트 정보 사용

                    ↓

이 클라이언트 정보를 가지고 서버 요청을 처리하여 클라이언트에게 응답

 

 

 

세션의 특징

 

- 각 클라이언트에게 고유 id (session id)를 부여

 

- session id로 클라이언트를 구분하여 클라이언트 요구에 맞는 서비스 제공

 

- 보안면에서 쿠키보다 우수

 

- 사용자가 많아질수록 서버 메모리 증가

 

 

 

세션의 사용 예

 

- 로그인 [보안에 중요한 작업을 수행할 때 사용]

 

 

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? 쿠키와 세션의 차이 ?

 

 

- 쿠키와 세션은 비슷한 역할을 하여 동작원리도 비슷하다.
   그 이유는 세션도 결국 쿠키를 사용하기 때문이다.

 

- 가장 큰 차이점은 사용자의 정보가 저장되는 위치이다. 

   때문에 쿠키는 서버의 자원을 전혀 사용하지 않으며 세션은 서버의 자원을 사용한다.

 

- 보안면에서는 세션이 더 우수하며, 요청 속도는 쿠키가 세션보다 더 빠르다.

 

 

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? JWT 기반 인증 ?

 

- JWT (Json Web Token)란, 인증에 필요한 정보들을 암호화시킨 토큰을 의미한다.

 

- JWT 기반 인증은  쿠키 / 세션 방식과 유사하게 JWT 토큰을 http 헤더에 실어 서버가 클라이언트를 식별한다.

 

 

 

jwt는 .을 구분자로 나누어지는 세 가지 문자열의 조합이다.

실제 디코딩된 jwt는 다음과 같은 구조를 지니게 된다.

 

 

 

Header

 

 

- alg과 type은 각각 정보를 암호화할 해싱 알고리즘과 토큰의 타입을 지정한다.

 

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

 

 

 

Payload

 

 

- 토큰에 담을 정보를 지니고 있다.

 

- 주로 클라이언트의 고유 ID 값 및 유효 기간 등이 포함되어 있는 영역이다.

 

- key-value 형식으로 이루어진 한 쌍의 정보를 Claim이라고 칭한다.

 

{
    "sub": "123",
    "name": "Choi Eun",
    "iat": 1516239022
}

 

 

 

Signature

 

 

- 인코딩된 Header와 Payload를 더한 뒤 비밀키로 해싱하여 생성한다.

 

- Header와 Payload는 단순히 인코딩된 값이기 때문에 제 3자가 복호화 및 조작이 가능하지만,
   Signature은 서버 측에서 관리하는 비밀키가 유출되지 않는 이상 복호화 할 수 없다. 

 

- Signatrue는 토큰의 위, 변조 여부를 확인하는데 사용된다.

 

 

 

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JWT 인증 과정

 

 

클라이언트 로그인 요청이 들어오면, 서버는 검증 후 클라이언트 고유 ID 등의 정보를 Payload에 담는다.

                    ↓

암호화할 비밀키를 이용하여 JWT를 발급한다.

                    ↓

클라이언트는 전달받은 토큰을 저장해두고, 서버에 요청할 때 마다 토큰을 요청 헤더 Authorization에 포함시켜 전달한다.

                    ↓

서버는 토큰의 Signature를 비밀키로 복호화한 다음, 위, 변조 여부 및 유효기간을 확인한다. 

                    ↓

유효한 토큰이라면 요청에 응답한다.