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26 May 2020

HTTP vs HTTPS

HTTP vs HTTPS

HTTP란?

TCP/IP 4계층 에서 애플리케이션 계층에 해당하는 프로토콜로 전송계층에서 TCP를 이용해서 웹브라우저와 웹서버간에 통신하는 프로토콜이다.


rest란

REST란, “웹에 존재하는 모든 자원(이미지, 동영상, DB 자원)에 고유한 URI를 부여해 활용”하는 것


restful

  • ROA개념을 실현하기 위한 리소스 중심의 표현,전달,접근 방식이다.


HTTP의 문제점

  • HTTP는 평문 통신으로 도청이 가능하다
  • 통신 상대를 확인하지 않기 때문에 위장이 가능하다
  • 완전성(정보의 정확성)을 증명할 수 없기 때문에 변조가 가능하다


TCP/IP는 도청가능한 네트워크이다

TCP/IP구조의 통신은 전부 통신 경로 상에서 패킷을 수집하는 것만으로 도청할 수 있기 때문에

평문으로 통신을 할경우 암호화해서 통신해야 한다

암호화 방법

  1. 통신자체를 암호화하는 것으로 SSL(Secure Socket Layer) or TLS(Transport Layer Security)를 이용한다
  2. HTTP메시지에 포함되는 콘텐츠만 암호화하는 방식으로 받은 측에서는 해독하여 출력하는 처리가 필요하다


통신 상대를 확인하지 않기 때문에 위장이 가능하다

HTTP에 의한 통신에서는 상대가 누구인지 확인하는 처리가 없기 때문에 누구든지 request를 보낼 수 있다

웹서버에 엑세스 제한이 없는 경우 request가 오면 상대가 누구든 response를 반환한다. 이러한 점은 여러가지 문제점을 일으킨다


  1. 통신하고 있는 상대가 접근이 허가된 상대인지 확인불가
  2. 어디에서 누가 request를 했는지 확인 불가
  3. 의미없는 request도 수신하기 때문에 -> Dos공격을 방지할 수 없다.
  4. request를 보낸 곳의 웹서버가 원래의도한 response를 보내야 하는 웹서버인지 확인할 수 없다.


SSL를 통한 보완

  1. ssl은 상대를 확인하는 수단으로 증명서를 제공한다
  2. 증명서는 신뢰할 수 있는 제 3자기관에 의한 발행되는 것이기 때문에 서버,클라이언트가 실재하는 사실을 증명한다.
  3. 클라이언트는 이 증명서로 본인확인,웹 사이트 인증에서도 사용할 수 있다.


완전성(정보의 정확성)을 증명할 수 없기 때문에 변조가 가능하다

서버 또는 클라이언트에서 수신한 내용이 송신측에서 보낸 내용과 일치한다라는 것을 보장할 수 없다.

왜냐하면 request, response가 발신된후에 상대가 수신하는 사이에 누군가에 의해 변조되더라도 이 사실을

알 수 없기 때문이다.


HTTPS —–

http가 통신하는 소켓부분을 ssl or tls라는 프로토콜로 대체하는 것으로 http는 원래 tcp와 직접 통신 했지만

https에서 http는 ssl과 통신하고 ssl이 tcp와 통신하게 된다.

https의 ssl에서는 공통키 암호화 방식과 공개키 암호화 방식을 혼합한 하이브리드 암호 시스템을 사용한다

공통키는 공개키 암호화 방식으로 교환한한 이후 통신은 공통키 암호를 사용하는 방식이다.


SSL 인증서

SSL인증서는 클라이언트와 서버간의 통신을 제3자가 보증해주는 전자화된 문서다.

클라이언트가 서버에 접속하면 서버는 클라이언트에게 인증서 정보를 전달한다.


암호화 기법


공통키

암호화할때 사용하는 키와 복호화할때 사용하는 키가 같은것을 의미한다.

즉, 동일한 키로 암호화와 복호화를 하는 것이다.


공개키

대칭키 방식은 단점이 있다. 암호를 주고 받는 사람들 사이에 대칭키를 전달하는 것이 어렵다

대칭키가 유출되면 키를 획득한 공격자는 암호의 내용을 복호화 할 수 있기 때문에 암호가 소용없어

진다. 이러한 배경에 나온것이 공개키 방식이다.


공개키 방식은 두개의 키를 갖는다, A키로 암호화하면 B키로 복호화 , B키로 암호화하면 A키로 복호화

할 수 있다. 이는 비밀키(private key)와 공개키(public key)로 나눌 수 있다.

비밀키는 자신만 가지고 있고 공개키를 타인에게 제공한다. 공개키를 제공받은 타인은 공개키를 이용해

정보를 암호화한다. 암호화한 정보를 비밀키를 가지고 있는 사람에게전송한다. 비밀키 소유자는

이 키를 이용해서 암호화된 정보를 복호화한다. 이 과정에서 공개키가 유출된다고 해도 비밀키를 모르면

정보를 복호화할 수 없기 때문에 안전하다. 공개키는 암호화할 수 있지만 복호화는 할 수 없기 때문이다.


  • 비공개키->비밀키 or개인키

    이러한 방식은 다른 방식으로 응용할 수 있다. 비공개키의 소유자는 비공개키를 이용해서 정보를 암호화

    한 후에 공개키와 함께 암호화된 정보를 전송한다. 정보와 공개키를 획득한 사람은 공개키를 이용해서

    암호화된 정보를 복호화 한다. 이 과정에서 공개키가 유출된다면 의도하지 않은 공격자에 의해서 데이터가

    복호화 될 위험이 있다. 이런 위험에도 불구하고 비공개키를 이용해서 암호화를 하는 이유는???

    그것은 이것이 데이터를 보호하는 것이 목적이 아니기 때문이다. 암호화된 데이터를 공개키를 가지고 복호화

    할 수 있다는 것은 그 데이터가 공개키와 쌍을 이루는 비공개키에 의해서 암호화 되었다는 것을 의미한다.

    즉 공개키가 데이터를 제공한 사람의 신원을 보장해주게 되는 것이다. 이러한 것을 전자서명이라 한다.


SSL인증서의 내용

  • 서비스의 정보(인증서를 발급한 CA, 서비스의 도메인등)

  • 서버 측 공개키(공개키의 내용 공개키의 암호화 방법)


SSL인증서가 서비스를 보증하는 방법

  • 웹 브라우저가 서버에 접속할 때 서버는 제일 먼저 인증서를 제공한다.

  • 브라우저는 이 인증서를 발급한CA가 브라우저 자신이 내장한 CA의 리스트에 있는지 확인한다.

  • 확인 결과 서버를 통해서 다운받은 인증서가 내장된 CA리스트에 포함되어 있다면 해당 CA의

    공개키를 이용해서 인증서를 복호화 한다. CA의 공개키를 이용해 복호화할 수 있다는 것은

    이 인증서가 CA의 비공개키에 의해서 암호화 된 것을 의미한다.

  • 해당 CA의 비공개키를 가지고 있는 CA는 해당 CA밖에 없기 때문에 서버가 제공한 인증서가

    CA에 의해서 발급된 것이라는 것을 의미한다.

  • CA에 의해서 발급된 인증서 라는 것은 접속한 사이트가 CA에 의해서 검토 되었다는 것을 의미한다.

  • CA의 검토를 통과 했다는 것은 해당 서비스가 신뢰할 수 있다는 것을 의미한다.

  • 이것이 CA와 브라우저가 특정 서버를 인증하는 과정이다.


SSL의 동작방법

SSL은 공개키와 대칭키를 혼합해서 사용한다. 클라이언트와 서버가 주고받는 실제 데이터는 대칭키

방식으로 암호화하고 대칭키 방식으로 암호화된 실제 정보를 복호화할 때 사용하는 대칭키는 공개키

방식으로 암호화해서 클라이언트와 서버가 주고 받는다.


컴퓨터와 컴퓨터가 네트워크를 통해 통신할때는 내부적으로 3단계가 있다.

handshake->전송->세션종료


1. handshake


  • 클라이언트가 서버에 접속한다. 이 단계를 Client Hello라고 한다. 이 단계에서 주고받는 정보는 아래와 같다.

    • 클라이언트 측에서 생성한 랜덤 데이터

    • 클라이언트가 지원하는 암호화 방식들:클라이언트와 서버가 지원하는 암호화 방식이 다를 수 있기 때문에

      서로 어떤 암호화 방식을 사용할 것인지에 대한 협상

    • 세션 아이디 : 이미 SSL 핸드쉐이킹을 했다면 기존의 세션을 재활용하는데 이때 사용할 연결에 대한 식별자를

      서버측으로 전송한다.


  • 서버는 Client Hello에 대한 응답으로 Server Hello를 하게 된다. 이 단계에서 주고 받는 정보는 아래와 같다.

    • 서버측에서 생성한 랜덤 데이터

    • 서버가 선택한 클라이언트의 암호화 방식

    • 인증서


  • 클라이언트는 서버의 인증서가 CA에 의해서 발급된 것인지를 확인하기 위해서 클라이언트에 내장된 CA리스트를 확인한다.

    CA리스트에 인증서가 없다면 경고 메시지 출력. 인증서가 CA에 의해서 발급된 것인지를 확인하기 위해서 클라이언트에

    내장된 CA의 공개키를 이용해서 인증서를 복호화한다. 복호화에 성공했다면 인증서는 CA의 개인키로 암호화된 문서임이

    암시적으로 보장된다. 인증서를 전송한 서버를 믿을 수 있게 된 것이다.


클라이언트는 위의 1,2번과정을 통해서 받은 서버의 랜덤데이터, 클라이언트가 생성한 랜덤 데이터를 조합해서

pre master secret라는 키를 생성한다. 이 키는 세션 단계에서 데이터를 주고 받을 때 암호화하기 위해 사용될

것이다. 이 때 사용할 암호화 기법은 대칭키이기 때문에 pre master secret값은 제 3자에게 노출되선 안된다.


문제는 pre master secret값을 서버에 어떻게 전달할 것인가? 이때 사용하는 방법이 바로 공개키 방시이다.

서버의 공개키로 pre master secret 값을 암호화해서 서버로 전송하면 서버는 자신의 비공개키로 안전하게 복호화

할 수 있다. 그럼 서버의 공개키를 어떻게 구할 수 있는가? 바로 서버로부터 받은 인증서 안에 들어있다.

이 서버의 공개키를 이용해서 pre master secret 값을 암호화한 후에 서버로 전송하면 안전하게 전송할 수 있다.


서버는 클라이언트가 전송한 pre master secret값을 자신의 비공개키로 복호화한다. 이로서 서버와 클라이언트가

pre master secret값을 공유하게 되었다. 그리고 서버와 클라이언트는 일련의 과정을 거쳐 pre master secret값을

master secret값으로 만든다. master secret은 session key를 생성하는데 이 session key값을 이용해서 서버와

클라이언트는 데이터를 대칭키 방식으로 암호화 한 후에 주고 받는다. 이렇게 해서 세션키를 클라이언트와 서버가

모두 공유하게 되었다는 점을 기억하자.

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