1. SSL

SSL은 Secure Sockets Layer의 약자로 웹 표준 암호화 통신으로서

웹브라우저와 서버 사이에 정보를 암호화해주는 방식이다.

 

SSL과 TLS (Transport Layer Security)는 동일한 용어로

넷스케이프에 의해서 발명된 SSL이 폭넓게 사용되다가

표준화 기구인 IETF의 관리로 변경되면서 TLS라는 이름으로 바뀌었다.

 

2. HTTP vs HTTPS

HTTP는 Hypertext Transfer Protocol의 약자로,

Hypertext인 HTML을 전송하기 위한 통신규약이다.

 

따라서 도메인을 적을 때, 앞에 http 라고 적는 것은 

적은 도메인에 해당하는 컴퓨터와 http라는 통신 규약에 따라 통신할 것이라는 뜻이다.

 

하지만 HTTP는 통신할 때 데이터를 암호화하지 않기 때문에 보안이 취약하다.

 

이러한 HTTP의 약점을 보완하기 위해 나온 것이 HTTPS이다.

HTTPS는 HTTP Over Secure Socket Layer의 약자로

아래 그림처럼 HTTP 통신이 SSL Layer 위에서 이루어지는 것을 HTTPS라고 한다.

 

즉, HTTP에 SSL이라는 기술을 더해 보안이 강화된 통신 규약이다.

쉽게 말하면 어떤 보안 체계 위에서 이루어지는 HTTP라고 할 수 있는 것이다.

HTTPS는 HTTP 통신을 함에 있어 데이터를 암호화하여 통신한다.

 

 

3. SSL 디지털 인증서 (Certificate)

클라이언트와 서버가 통신할 때, 클라이언트는 서버로부터 데이터를 받기 전에

해당 서버가 의도한 서버가 맞는지, 즉 신뢰할 수 있는 서버인지 확인해야한다.

 

이러한 역할을 수행하는 것이 바로 디지털 인증서다.

디지털 인증서란 클라이언트와 서버간의 통신을 제 3자가 보증해주는 전자화된 문서이다.

 

클라이언트가 서버에 접속한 직후에 서버는 클라이언트에게 이 인증서 정보를 전달한다.

클라이언트는 인증서 정보를 보고, 서버를 신뢰할 수 있는 것인지를 검증한 후에 다음 절차를 수행하게 된다.

 

SSL과 SSL 디지털 인증서를 이용했을 때의 이점은 아래와 같다.

 

- 통신 내용이 공격자에게 노출되는 것을 막을 수 있다.

- 클라이언트가 접속하려는 서버가 신뢰 할 수 있는 서버인지를 판단할 수 있다.

- 통신 내용의 악의적인 변경을 방지할 수 있다.

 

4. 암호화 기법

통신 내용이 공격자에게 노출되는 것을 막기 위해서는 암호화가 필요하다.

따라서 인증서는 정보를 암호화해서 저장한다.

 

암호화 기법은 대칭키, 공개키 방식으로 나눌 수 있다.

 

1) 대칭키 방식

예를들어 LOVE라는 단어를 전송하려고 할 때, MPWF라고 암호화해서 보내면

중간에 누군가가 가로채도 내용을 알아볼 수 없다.

 

반면 수신자와 송신자 모두 내용을 알파벳 순서를 하나씩 미루어 적은 방식이라는 것이라는

알고 있으면 암호화 된 내용을 복호화할 수 있다.

 

이 때 암호화와 복호화에 사용하는 일종의 비밀번호를 KEY라고 부른다.

예시에서는 알파벳 순서를 하나씩 미루어 적는 것이 KEY이다.

KEY가 있어야지만 정보를 암호화와 복호화가 가능하다.

 

대칭키 방식은 위의 예시와 같이 동일한 키로 암호화와 복호화를 할 수 있는 방식의 암호화 기법이다.

문제는 암호를 주고받는 사람들 사이에 대칭키를 전달하기가 어렵다는 점이다.

대칭키가 유출되면 키를 획득한 누구나 암호 내용을 복호화할 수 있다.

 

2) 공개키 방식

공개키 방식은 두 개의 키, 공개키(public key)와 비공개 키(private key)를 가진다.

공개키로 암호화했으면 비공개키로 복호화할 수 있고, 

비공개키로 암호화 했으면 공개키로 복호화 할 수 있는 방식이다.

 

비공개키는 자신만이 가지고 있고, 공개키는 타인에게 제공한다.

이렇게 된다면 공개키가 유출되더라도 아무나 내용을 복호화할 수 없다.

 

이 방법은 인증에도 사용할 수 있다.

비공개키를 가지고 있는 사람이 자신의 정보를 암호화 하고 공개키를 가지고 있는 사람에게 전송한다.

정보를 받은 사람은 이 정보를 보낸 사람이 비공개키를 가지고 있는 사람이라는 것을 인증할 수 있게 된다.

 

5. 인증서 발급기관과 내용

인증서의 기능은 크게 두 가지이다.

- 클라이언트가 접속한 서버가 신뢰할 수 있는 서버임을 보장한다.

- SSL 통신에 사용할 공개키를 클라이언트에게 제공한다.

 

1) CA

인증서의 역할은 클라이언트가 접속한 서버가 클라이언트가 의도한 서버가 맞는지를 보장하는 것이다.

 

어떻게 인증서가 보장을 할 수 있을까? 그리고 인증서는 어떻게 만드는 것인가?

 

인증서를 발급해주는 CA (Certificate authority) 혹은 Root Certificate라는 기업들이 있다.

CA는 어떤 사이트가 신뢰할 수 있는 사이트인지 보장하는 역할을 한다.

 

서비스를 제공하는 회사들은 자신들의 사이트에 대한 자료와 공개키를 CA에 보내고

CA는 해당 자료들의 검토를 마친 후, 사이트 정보와 공개키를 인증기관의 비공개키로 암호화한다.

이 암호화된 정보가 사이트 인증서이다.

 

따라서 SSL을 통해서 암호화된 통신을 제공하려는 서비스는 CA를 통해서 인증서를 구입해야 한다.

chrome, safari 등 각각의 브라우저에는 공인된 CA 리스트와 각 CA의 공개키가 탑재되어 있다.

 

만약 직접 사용하는 개발 서버나 사내 서버의 경우,

이미 사이트의 신뢰가 확보되어 있기 때문에 굳이 인증서를 사용하지 않아도 된다.

 

하지만 만약 SSL의 암호화 기능을 이용하려 한다면 직접 자신이 CA의 역할을 할 수 있다.

물론 이것은 공인된 인증서가 아니기 때문에 사적인 서비스가 아니라 공개된 서비스에 사용한다면 아래와 같은 경고를 출력하게 된다.

아래 사진은 이 사이트는 SSL 서비스를 제공하고 있긴 하지만, 이 사이트가 공인된 기관에 의해서 보증된 사이트가 아니라는 뜻이다.

반면 공인된 CA가 제공하는 인증서를 사용한다면 아래와 같이 나타난다.

 

2) 인증서의 내용

인증서는 다음과 같은 내용을 담고 있다.

- 서비스 정보 (인증서를 발급한 CA, 서비스의 도메인 등등)

- 서버 측 공개키 (공개키의 내용, 공개키의 암호화 방법)

 

서비스 정보는 클라이언트가 접속한 서버가

클라이언트가 의도한 서버가 맞는지에 대한 내용을 담고 있다.

 

서버 측 공개키가 들어있는 이유는

아래 SSL의 동작방법에서 설명하고 있다.

 

6. SSL의 동작방법

공개키 방식은 암호화, 복호화하는 방식에 성능이 떨어지기 때문에

SSL은 공개키와 대칭키를 혼합해서 사용한다.

 

실제 데이터는 대칭키 방식으로 암호화를 하고

대칭키의 키를 공개키 방식으로 암호화한다.

 

컴퓨터와 컴퓨터가 네트워크를 이용하여 통신을 할 때는 내부적으로 악수, 세션, 세션 종료 이렇게 3가지 단계가 있다.

 

1) 악수 (handshake)

사람과 사람이 소통을 할 때 먼저 악수를 하듯,

SSL 방식을 이용하여 통신을 하는 브라우저와 서버 역시 악수(handshake)를 한다.

 

① 클라이언트가 서버에 접속한다. (Client Hello)

이 단계에서 다음과 같은 정보들을 서버로 전송한다.

- 클라이언트 측에서 생성한 랜덤 데이터

- 클라이언트가 지원하는 암호화 방식

- 세션 아이디

 

② 서버는 Client Hello에 대한 응답으로 Server Hello를 한다.

다음과 같은 정보들을 클라이언트로 전송한다.

- 서버 측에서 생성한 랜덤 데이터

- 서버가 선택한 암호화 방식

- 인증서

 

③ 클라이언트는 서버의 인증서를 발급한 CA가 자신이 내장한 CA의 리스트에 있는지 확인한다.

확인 결과 서버를 통해서 다운받은 인증서가 내장된 CA 리스트에 포함되어 있다면

해당 CA의 공개키를 이용해서 암호화되어있는 인증서를 복호화한다.

 

 

위에서 언급했듯 비공개키로 암호화된 인증서를 공개키로 복호화한다는 것은

인증서는 CA의 개인키로 암호화된 문서임이 암시적으로 보증된 것이다.

즉 클라이언트는 인증서를 전송한 서버를 믿을 수 있게 된 것이다.

 

복호화를 통해 클라이언트는 인증서에 들어있는 서버 공개키를 획득한다.

 

④ 클라이언트는 주고받은 랜덤 데이터를 조합해 pre master secret이라는 키를 생성한다.

아까 인증서에서 복호화해낸 서버의 공개키로 pre master secret 키를 암호화해서 서버로 전송하면

서버는 자신의 비공개키로 pre master secret키를 복호화한다.

이제 클라이언트, 서버 둘 다 pre master secret키를 가지고 있게 된다.

 

⑤ 서버와 클라이언트 모두 pre master secret을 일련의 과정을 거쳐서 master secret으로 만든다.

 이렇게 만든 master secret으로  session key를 생성한다.

 

⑥ 핸드쉐이크 단계의 종료를 서로에게 알린다.

 

2) 세션

서버와 클라이언트가 실제로 데이터를 주고받는 단계이다.

정보를 세션키값을 이용해 대칭키 방식으로 암호화해서 전송한다.

 

3) 세션 종료

데이터 전송이 끝나면 SSL 통신이 끝났음을 서로에게 알려주고 세션키는 폐기한다.

 

( 출처: https://minix.tistory.com/397 )

 

참고: https://opentutorials.org/course/228/4894#public

 

HTTPS와 SSL 인증서 - 생활코딩

HTTPS VS HTTP HTTP는 Hypertext Transfer Protocol의 약자다. 즉 Hypertext 인 HTML을 전송하기 위한 통신규약을 의미한다. HTTPS에서 마지막의 S는 Over Secure Socket Layer의 약자로 Secure라는 말을 통해서 알 수 있듯이 보안이 강화된 HTTP라는 것을 짐작할 수 있다. HTTP는 암호화되지 않은 방법으로 데이터를 전송하기 때문에 서버와 클라이언트가 주고 받는 메시지를 감청하는 것이

opentutorials.org

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