매일의 공부 기록

1. 포트

포트(port)는 "논리적인 접속장소"이며, 특히 인터넷 프로토콜인 TCP/IP를 사용할 때에는

클라이언트 프로그램이 네트워크 상의 특정 서버 프로그램을 지정하는 방법으로 사용된다.

네트워크 상에서 통신을 할 때 IP를 토대로 해당 서버가 있는 컴퓨터에 접근한다.

그런데 대부분의 경우 하나의 컴퓨터에는 여러 개의 서버가 실행될 수 있다.

컴퓨터에 여러 개의 서버가 실행되고 있다면, 어느 서버에 접속해야 하는지 컴퓨터에게 알려주어야 한다.

이때 사용되는 것이 포트 번호이다.

2. 포트 번호

포트 번호는 컴퓨터에서 실행되고 있는 서버를 구분 짓기 위한 16비트의 논리적 할당으로 0~65536번이 존재한다.

이 중에 0~1023번까지는 이미 어떤 통신이 해당 포트를 사용할 것인지 정해져 있다.

예를 들어 http 통신은 80번 포트를 사용하고, ssh 통신은 22번 포트를 사용한다.

이렇게 정해져 있는 0~1023번까지의 포트를 well-known port라고 한다.

컴퓨터에 있는 웹서버는 기본적으로 80번 포트와 연결(listening)되어 있다.

만약 웹서버를 하나 더 사용하고 싶은 경우 80번 포트는 이미 기존 웹서버가 사용하고 있기 때문에 사용할 수 없다.

그런 경우 well-known port가 아닌 다른 포트들과 연결하여 사용한다.

보통 관습적으로 8080 포트에 연결하여 사용한다.

그런데 이런 경우 웹 통신이 들어왔을 때

80번과 8080번 포트 중에 어떤 포트와 통신할까?

정답은 URL에 포트번호를 적어서 통신할 포트를 구분한다.

예를 들어 http://test.com에 접속하면 80포트에 연결된다.

http://test.com:80에서 80 포트는 생략이 가능하기 때문에 생략된 것이다. 

그렇다면 http://test.com:8080에 접속하면 어떻게 될까?

예상 가능하듯 8080 포트에 연결이 된다.

URL 구성을 살펴보면 맨 앞에는 http와 같은 통신 규약이 온다.

http, ftp 등등 어떠한 방법으로 통신을 할 것인지를 적는 것이다.

그다음 도메인이나 ip를 적고, 뒤에 포트 번호를 적는다.

참고: https://opentutorials.org/course/3265/20037

1. SSH

SSH란 Secure Shell의 약자로 원격지에 있는 컴퓨터를 shell로 안전하게 제어하기 위한

프로토콜 또는 이 프로토콜을 사용하는 프로그램들을 의미한다.

Shell은 명령어를 입력하여 컴퓨터를 제어하는 방식이다.

즉 SSH는 명령어 방식으로 컴퓨터를 원격지에서 제어하는 방식이다.

Secure가 붙은 이유는 SSH가 보안을 강조한 안전한 프로토콜이기 때문이다.

SSH 이전의 원격 제어 서비스들(telnet 등등)은 정보를 암호화하지 않기 때문에 보안에 취약하다는 단점이 있었다.

SSH는 암호화된 방식으로 정보를 주고받기 때문에 보안상 우수하다.

2. SSH Client, SSH Server

SSH는 웹과 유사하게 SSH Client와 SSH Server로 구성되어 있다.

SSH 프로토콜을 통해 Client가 명령을 내리고 Server가 명령을 받아 컴퓨터 제어한다.

제어의 주체가 되는 컴퓨터에는 SSH Client가 설치되어 있어야 한다.

윈도우는 SSH Client를 제공하지 않기 때문에 

Xshell, PuTTY와 같은 프로그램을 이용해서 다른 컴퓨터에 접속할 수 있다.

Linux, Mac 같은 Unix 계열의 운영체제는 기본적으로 SSH Client가 설치되어 있다.

또한 제어의 대상이 되는 원격지에 있는 컴퓨터에는 SSH Server가 설치되어 있어야 한다.

SSH는 Unix 계열의 운영체제를 원격에서 제어하기 위한 방법이기 때문에,

원격지에 있는 윈도우 운영체제를 SSH로 제어하는 것은 일반적이지 않다.

윈도우는 SSH Client로 사용할 수 있을 뿐이다.

유닉스 계열 운영체제에서 SSH Server로 가장 많이 사용하는 것은 OpenSSH이다.

Mac은 기본적으로 설치가 되어있고, Linux의 경우 별도의 설치가 필요하다.

참고: https://opentutorials.org/module/432/3738

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

1. Domain

앞의 포스팅에서 말한 대로 세상의 모든 네트워크 통신에는 고유의 주소, 즉 IP 주소가 필요하다.

이때 통신을 주고받는 주체가 되는 네트워크에 연결되어 있는 모든 장치들을 host라고 한다.

IP는 사람이 이해하고 기억하기 어렵기 때문에 이를 위해서 각 ip에 부여한 이름이 도메인이다.

예를 들어 210.89.164.90의 도메인은 naver.com이다.

2. DNS

네트워크 통신은 IP 주소를 사용하는데 어떻게 도메인을 가지고 통신을 할 수 있는 것일까?

바로 DNS(Domain Name Server 또는 Domain Name Service 모두를 의미) 덕분이다.

DNS는 숫자로 이루어진 IP 주소와 일정한 형식을 가진 도메인을 서로 매핑시키고 정보를 가지고 있다.

예를 들어 네이버에 접속하기 위해 주소창에 도메인(naver.com)을 입력하면,

컴퓨터는 해당 도메인이 연결된 네임서버(DNS)로 가서 서버 IP를 요청한다.

요청받은 네임 서버는 해당 도메인과 연결되어 있는 서버 IP(210.89.164.90)를 찾은 후, 컴퓨터에게 알려준다.

이처럼 도메인에 연결된 서버의 주소를 찾아주는 역할이 네임서버(DNS)이다.

모든 도메인에는 주인이 있으며, 주인만이 도메인을 제어할 수 있는 권한을 가진다.

도메인 소유자는 터미널에서 whois 명령어를 이용해 확인할 수 있다.

※ 브라우저가 도메인에 해당하는 IP를 찾는 순서

위에서 DNS를 설명하며 간단하게 도메인에 해당하는 IP를 찾기 위해 DNS로 간다고 설명하였지만

엄밀히 말하면 바로 DNS로 가지 않고 다음과 같은 순서를 따른다.

먼저 local cache 안에 검색한 해당 도메인의 IP가 있는지 확인한다.

이미 해당 도메인을 방문한 적이 있다면 컴퓨터가 해당 도메인의 IP를 기억하고 있으므로 그것을 사용한다.

만약 캐시에 없다면 컴퓨터 내부에 파일 형태로 존재하는 hosts 파일을 검색해서 찾는다.

맥 같은 경우는 /etc/hosts에 존재한다.

따라서 해당 hosts 파일에 특정 도메인과 IP를 매핑시켜놓으면 해당 도메인은 지정한 IP로 이동한다.

자세한 방법은 아래 링크에 설명되어있다.

http://www.devkuma.com/books/pages/1191 

만약 위의 경우에서 도메인에 대한 IP를 찾지 못하면 최종적으로 DNS를 검색한다.

3. Dynamic DNS

유동 IP에 DNS 주소를 할당하면 IP가 변경되기 전까지는 정상적으로 작동하지만,

IP가 바뀌고 기존 IP를 다른 사용자가 할당받는다면 비정상적으로 작동하게 된다.

이것을 해결하기 위해 나온 기술이 DDNS(Dynamic DNS)이며, IP주소가 변경되게 되면 DNS에 IP를 바뀐 IP로 갱신해준다.

4. Domain vs URL

보통 두 개를 많이 혼용해서 사용하지만

도메인은 서비스가 운영되고 있는 컴퓨터 또는 서버를 식별하기 위한 단위이고,

URL은 서버가 가지고 있는 다양한 콘텐츠들을 식별하기 위한 식별자로 도메인 + 경로로 이루어져 있다.

예를 들어, https://comic.naver.com/webtoon/weekdayList.nhn?week=sat가 있을 때

도메인은 naver.com이고, url은 https://comic.naver.com/webtoon/weekdayList.nhn?week=sat이다.

참고: https://opentutorials.org/course/228/1450

IP(Internet Protocol) 란 인터넷에 연결되어 있는 모든 장치들(컴퓨터, 서버 장비, 스마트폰 등)을

식별할 수 있도록 각각의 장비에게 부여되는 고유 주소이다.

1. IPv4, IPv6

IP주소는 IPv4, IPv6 2가지 종류가 있으며,

일반적으로 IP 주소라 하면 IPv4 주소를 말한다.

IPv4는 IP version 4의 약자로 전 세계적으로 사용된 첫 번째 인터넷 프로토콜이다.

주소는 32비트 방식으로, 8비트씩 4자리로 되어 있으며 각 자리는 온점으로 구분한다.

ex) 115.68.24.88

IPv4는 0 ~ 2^32 (약 42억 9천)개의 주소를 가질 수 있는데, 

전 세계적으로 인터넷 사용자 수가 급증하면서 IPv4 주소가 고갈될 위기에 처해있다.

이러한 고갈 문제를 해결하기 위해 등장한 주소가 바로 IPv6이다.

IPv6는 IP version 6의 약자로,

IPv4의 주소체계를 128비트 크기로 확장한 차세대 인터넷 프로토콜 주소이다.

16비트씩 8자리로 각 자리는 콜론으로 구분한다.

ex) 2001:0DB8:1000:0000:0000:0000:1111:2222

네트워크 속도, 보안적인 부분뿐만 아니라 여러 면에서 뛰어나지만

기존의 주소체계를 변경하는데 비용이 많이 들어서 아직 완전히 상용화가 되지 않았다.

2. 고정 IP, 유동 IP

IP는 나누는 방식에 따라 고정 IP, 유동 IP와 공인 IP, 사설 IP로 나눌 수 있다.

고정 IP는 말 그대로 변하지 않고 컴퓨터에 고정적으로 부여된 IP이다.

한번 부여되면 IP 반납을 하기 전까지는 다른 장비에 부여할 수 없는 고유의 IP로

보안성이 우수하기 때문에 보안이 필요한 업체나 기관에서 사용한다.

유동 IP 역시 말그대로 변하는 IP이다.

인터넷 사용자 모두에게 고정 IP를 부여해 주기는 힘들기 때문에,

일정한 주기 또는 사용자들이 인터넷에 접속하는 매 순간마다 사용하고 있지 않은 IP 주소를 임시로 발급해 주는 IP이다.

대부분의 사용자는 유동 IP를 사용한다.

3. 공인 IP, 사설 IP

IP 주소는 임의로 우리가 부여하는 것이 아니라 전 세계적으로 ICANN이라는 기관이

국가별로 사용할 IP 대역을 관리하고, 우리나라는 한국인터넷진흥원(KISA)에서 국내 IP 주소들을 관리하고 있다.

이것을 ISP(Internet Service Provider의 약자로 KT, LG, SKT와 같이 인터넷을 제공하는 통신업체)가 부여받고,

우리는 위 회사에 가입을 통해 IP를 제공받아 인터넷을 사용하게 되는 것이다.

이렇게 발급받은 IP를 공인 IP라고 한다.

공유기를 사용한 인터넷 접속 환경일 경우 공유기까지는 공인 IP 할당을 하지만,

공유기에 연결되어 있는 가정이나 회사의 각 네트워크 기기에는 사설 IP를 할당한다.

사설 IP는 어떤 네트워크 안에서 내부적으로 사용되는 고유한 주소이다.

즉, 공인 IP는 전 세계에서 유일하지만, 사설 IP는 하나의 네트워크 안에서 유일하다.

공인 IP는 외부, 내부 상관없이 해당 IP에 접속할 수 있으나, 사설 IP는 내부에서만 접근이 가능하다.