HTTPS 와 SSL 인증서

이것들이 어떻게 동작하는지 확인해보자.

일단 용어정리를 해보자면

http는  Hypertext Transfer Protocol의 약자다.  

html을 전송하기 위해서 만들어진 통신규약이라고도 한다. url을 즉 도메인을 칠때 http를치고 url을 적는이유가바로 http 통신을 사용하겠다는 것이다.그럼 https와 http의 차이점은 무엇인가? -> s에서 차이난다.시큐어라는 것이 중요하다 바로 보안이다. 예를들어 로그인을 위해서 서버로 비밀번호를 전송하거나, 또는 중요한 기밀 문서를 열람하는 과정에서 악의적인 감청이나 데이터의 변조등이 일어날 수 있다는 것이다. 이를 보안한 것이 HTTPS다.

 

SSL 디지털 인증서SSL 인증서는 클라이언트와 서버간의 통신을 제3자가 보증해주는 전자화된 문서.

• 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. 

일단 이렇다고 한다 넘어가자

 

공개키

 

공개키를 공부했을때 나는 암호화 복호화 즉 데이터를 숨기는거에 대해만 생각을 했는데 공개키가 전자서명 기능을 할수있다는점에 큰 감명을 받았다.

원리를 살펴보자면 공개키를 만약에 내가 인터넷에 뿌렸다. 그 다음 공개키를 가지고있는 사람이 데이터를 암호화한 다음 나에게 보냈다. 개인키를 가지고있는 나만 이 데이터를 파악할 수 있다. 왜냐면 개인키는 나만 가지고 있기 때문이다.

그럼 반대상황을 생각해보자. 내가 비공개키 즉 개인키를 가지고 데이터를 암호화 한다음에 공개키와 같이 암호화된 정보를 A에게 보냈다고 생각하자. 그럼 정보와 공개키를 받은 A는 암호화된 정보를 복호화하고 읽을 수가 있다.

하지만 이 과정에서 의도하지 않는 사람에게 공개키가 유출된다면 내가 보낸 데이터가 털릴 위험이있다. 그럼 이런 위험에도 불구하고 비공개키를 이용해서 암호화하는 이유가 뭐냐고? 그것은 이것이 데이터를 보호하는 것이 목적이 아니기고 바로 전자서명 때문이다. 내가 개인키 즉 비공개키로 데이터를 암호화했기에 A나 의도치않는 사람이나 공개키로 복호화가 가능한것이다. 즉 공개키가 데이터를 제공한 사람의 신원을 보장해주는것이다.

 

SSL 인증서의 역할

1. 클라이언트가 접속한 서버가 신뢰할 수있는 서버인지 보장.

-> 내가 만약 네이버에 접속했다면 내가 접속한 서버가 네이버가 맞는지 보장하는것

2. SSL 통신에 사용할 공개키를 클라이언트에게 제공한다.

그서버가 내가 의도한 서버인것을 확인한 후 그 인증서가 가지고 있는 정보를 클라이언트 즉 웹브라우저가 획득할 수 있다. 바로 그 정보가 무엇이냐면 서버가 가지고있는 공개키를 브라우져 즉 사용자가 가질 수 있게 하는것이 목표다.

그 인증서 안에는 서버의 공개키가 들어있어서  나중에 클라이언트는 그 공개키를 가지고 서버와 통신할때 복호화 암호화가 가능하다.

 

이제 SSL을 좀 더 정확하게 알기 위해 용어들을 공부해보자

 

CA 

인증서의 역할은 클라이언트가 접속한 서버가 클라이언트가 의도한 서버가 맞는지를 보장하는 역할을 한다. 이 역할을 하는 민간기업들이 있는데 이런 기업들을 CA(Certificate authority) 혹은 Root Certificate 라고 부른다.

 

 

 

1. 악수 (handshake)

사람과 사람이 소통을 할 때를 생각해보자. 우선 인사를 한다. 인사를 통해서 상대의 기분과 상황을 상호탐색을 하는 것이다. 이 과정이 잘되야 소통이 원활해진다. 클라이언트와 서버 사이도 마찬가지다. 실제 데이터를 주고 받기 전에 클라이언트와 서버는 일종의 인사인 Handshake(진짜로 사용하는 기술용어다)를 한다. 이 과정을 통해서 서로 상대방이 존재하는지, 또 상대방과 데이터를 주고 받기 위해서는 어떤 방법을 사용해야하는지를 파악한다.

SSL 방식을 이용해서 통신을 하는 브라우저와 서버 역시 핸드쉐이크를 하는데, 이 때 SSL 인증서를 주고 받는다. 이 과정은 앞에서 설명한 바 있다. 인증서에 포함된 서버 측 공개키의 역할은 무엇일까를 이제 알아보자.

공개키는 이상적인 통신 방법이다. 암호화와 복호화를 할 때 사용하는 키가 서로 다르기 때문에 메시지를 전송하는 쪽이 공개키로 데이터를 암호화하고, 수신 받는 쪽이 비공개키로 데이터를 복호화하면 되기 때문이다. 그런데 SSL에서는 이 방식을 사용하지 않는다. 왜냐하면 공개키 방식의 암호화는 매우 많은 컴퓨터 자원을 사용하기 때문이다. 반면에 암호화와 복호화에 사용되는 키가 동일한 대칭키 방식은 적은 컴퓨터 자원으로 암호화를 수행할 수 있기 때문에 효율적이지만 수신측과 송신측이 동일한 키를 공유해야 하기 때문에 보안의 문제가 발생한다. 그래서 SSL은 공개키와 대칭키의 장점을 혼합한 방법을 사용한다. 그 핸드쉐이크 단계에서 클라이언트와 서버가 통신하는 과정을 순서대로 살펴보자.

1. 클라이언트가 서버에 접속한다. 이 단계를 Client Hello라고 한다. 이 단계에서 주고 받는 정보는 아래와 같다.
   • 클라이언트 측에서 생성한 랜덤 데이터 : 아래 3번 과정 참조
   • 클라이언트가 지원하는 암호화 방식들 : 클라이언트와 서버가 지원하는 암호화 방식이 서로 다를 수 있기 때문에 상호간에 어떤 암호화 방식을 사용할 것인지에 대한 협상을 해야 한다. 이 협상을 위해서 클라이언트 측에서는 자신이 사용할 수 있는 암호화 방식을 전송한다.
   • 세션 아이디 : 이미 SSL 핸드쉐이킹을 했다면 비용과 시간을 절약하기 위해서 기존의 세션을 재활용하게 되는데 이 때 사용할 연결에 대한 식별자를 서버 측으로 전송한다.
      
2. 서버는 Client Hello에 대한 응답으로 Server Hello를 하게 된다. 이 단계에서 주고 받는 정보는 아래와 같다.
   • 서버 측에서 생성한 랜덤 데이터 : 아래 3번 과정 참조
   • 서버가 선택한 클라이언트의 암호화 방식 : 클라이언트가 전달한 암호화 방식 중에서 서버 쪽에서도 사용할 수 있는 암호화 방식을 선택해서 클라이언트로 전달한다. 이로써 암호화 방식에 대한 협상이 종료되고 서버와 클라이언트는 이 암호화 방식을 이용해서 정보를 교환하게 된다.
   • 인증서
      
3. 클라이언트는 서버의 인증서가 CA에 의해서 발급된 것인지를 확인하기 위해서 클라이언트에 내장된 CA 리스트를 확인한다. CA 리스트에 인증서가 없다면 사용자에게 경고 메시지를 출력한다. 인증서가 CA에 의해서 발급된 것인지를 확인하기 위해서 클라이언트에 내장된 CA의 공개키를 이용해서 인증서를 복호화한다. 복호화에 성공했다면 인증서는 CA의 개인키로 암호화된 문서임이 암시적으로 보증된 것이다. 인증서를 전송한 서버를 믿을 수 있게 된 것이다.
   
   클라이언트는 상기 2번을 통해서 받은 서버의 랜덤 데이터와 클라이언트가 생성한 랜덤 데이터를 조합해서 pre master secret라는 키를 생성한다. 이 키는 뒤에서 살펴볼 세션 단계에서 데이터를 주고 받을 때 암호화하기 위해서 사용될 것이다. 이 때 사용할 암호화 기법은 대칭키이기 때문에 pre master secret 값은 제 3자에게 절대로 노출되어서는 안된다.
   
   그럼 문제는 이 pre master secret 값을 어떻게 서버에게 전달할 것인가이다. 이 때 사용하는 방법이 바로 공개키 방식이다. 서버의 공개키로 pre master secret 값을 암호화해서 서버로 전송하면 서버는 자신의 비공개키로 안전하게 복호화 할 수 있다. 그럼 서버의 공개키는 어떻게 구할 수 있을까? 서버로부터 받은 인증서 안에 들어있다. 이 서버의 공개키를 이용해서 pre master secret 값을 암호화한 후에 서버로 전송하면 안전하게 전송할 수 있다.
    
4. 서버는 클라이언트가 전송한 pre master secret 값을 자신의 비공개키로 복호화한다. 이로서 서버와 클라이언트가 모두 pre master secret 값을 공유하게 되었다. 그리고 서버와 클라이언트는 모두 일련의 과정을 거쳐서 pre master secret 값을 master secret 값으로 만든다. master secret는 session key를 생성하는데 이 session key 값을 이용해서 서버와 클라이언트는 데이터를 대칭키 방식으로 암호화 한 후에 주고 받는다. 이렇게해서 세션키를 클라이언트와 서버가 모두 공유하게 되었다는 점을 기억하자.
    
5. 클라이언트와 서버는 핸드쉐이크 단계의 종료를 서로에게 알린다.