토큰 기반 인증 시스템과 JWT

[ 토큰 기반 인증 시스템의 이점 ]

1. 무상태성(Stateless) & 확장성(Scalability)
   토큰은 클라이언트 측에 저장되기 때문에 서버는 완전히 Stateless하며, 클라이언트와 서버의 연결고리가 없기 때문에 확장하기에 매우 적합하다. 만약 사용자 정보가 서버 측 세션에 저장된 경우에 서버를 확장하여 분산처리 한다면, 해당 사용자는 처음 로그인 했었던 서버에만 요청을 받도록 설정을 해주어야 한다. 하지만 토큰을 사용한다면 어떠한 서버로 요청이 와도 상관이 없다.
2. 보안성
   클라이언트가 서버로 요청을 보낼 때 더 이상 쿠키를 전달하지 않으므로, 쿠키 사용에 의한 취약점이 사라지게 된다. 하지만 토큰 환경의 취약점이 존재할 수 있으므로 이에 대비해야 한다.
3. 확장성(Extensibility)
   시스템의 확장성을 의미하는 Scalability와 달리 Extensibility는 로그인 정보가 사용되는 분야의 확정을 의미한다. 토큰 기반의 인증 시스템에서는 토큰에 선택적인 권한만 부여하여 발급할 수 있으며 OAuth의 경우 Facebook, Google 등과 같은 소셜 계정을 이용하여 다른 웹서비스에서도 로그인을 할 수 있다.
4. 여러 플랫폼 및 도메인
   서버 기반 인증 시스템의 문제점 중 하나인 CORS를 해결할 수 있는데, 애플리케이션과 서비스의 규모가 커지면 여러 디바이스를 호환시키고 더 많은 종류의 서비스를 제공하게 된다. 토큰을 사용한다면 어떤 디바이스, 어떤 도메인에서도 토큰의 유효성 검사를 진행한 후에 요청을 처리할 수 있다. 이런 구조를 통해 assests 파일(Image, html, css, js 등)은 모두 CDN에서 제공하고, 서버 측에서는 API만 다루도록 설게할 수 있다.

 

 

JWT

JSON Web Token (JWT) 은 웹표준 (RFC 7519) 으로서 두 개체에서 JSON 객체를 사용하여 가볍고 자가수용적인 (self-contained) 방식으로 정보를 안전성 있게 전달해줍니다.

 

JWT는 Json Web Token의 약자로 Json format을 이용하여 사용자에 대한 속성을 저장하는 Claim 기반 Web Token

JWT는 토큰 자체를 정보로 사용하는 Self-Contained 방식으로 정보를 안전하게 전달. 주로 회원 인증, 정보 전달에 사용

[ JWT의 구조 ]

JWT는 Header, Payload, Signature의 3부분으로 이루어지며, Json 형태인 각 부분은 Base64Url로 인코딩 됨

각 부분을 이어주기 위해 '.' 구분자를 사용하여 구분, Base64Url은 암호화된 문자열이 아니며 같은 문자열에 대해 항상 같은 인코딩된 문자열을 반환

 

Token의 Header는 type(JWT)과 algorithm 두 가지 정보로 구성

algorithm은 signature를 암호화하기 위한 알고리즘을 지정 ex) HS256

 

Payload는 토큰에서 사용할 정보의 조각들인 Claim이 담겨 있다.

Claim은 총 3가지로 나누어지며 Json(Key/Value)형태로 다수 정보를 넣을 수 있다.

 

등록된 클레임(Registered Claim)

등록된 클레임은 토큰 정보를 표현하기 위해 이미 정해진 종류의 데이터들로, 모두 선택적으로 작성이 가능하며 사용할 것을 권장한다. 또한 JWT를 간결하게 하기 위해 key는 모두 길이 3의 String이다. 여기서 subject로는 unique한 값을 사용하는데, 사용자 이메일을 주로 사용한다.

• iss: 토큰 발급자(issuer)
• sub: 토큰 제목(subject)
• aud: 토큰 대상자(audience)
• exp: 토큰 만료 시간(expiration), NumericDate 형식으로 되어 있어야 함 ex) 1480849147370
• nbf: 토큰 활성 날짜(not before), 이 날이 지나기 전의 토큰은 활성화되지 않음
• iat: 토큰 발급 시간(issued at), 토큰 발급 이후의 경과 시간을 알 수 있음
• jti: JWT 토큰 식별자(JWT ID), 중복 방지를 위해 사용하며, 일회용 토큰(Access Token) 등에 사용

공개 클레임(Public Claim)은 사용자 정의 클레임으로, 공개용 정보를 위해 사용되며 충돌 방지를 위해 URI포맷을 사용

비공개 클레임(Private Claim)은 사용자 정의 클레임으로, 서버와 클라이언트 사이에 임의로 지정한 정보를 저장

# public claim
{ 
    "https://ks1171-park.tistory.com": true
}

# private claim
{ 
    "token_type": access 
}

 

Signature는 토큰을 인코딩하거나 유효성 검증을 할 때 사용하는 고유한 암호화 코드. Signatur는 위에서 만든 Header, Payload의 값을 각각 Base64Url로 인코딩하고, 인코딩한 값을 비밀 키를 이용하여 Header의 Algorithm으로 해싱을 하고, 다시 Base64Url로 인코딩하여 생성한다.

 

# 생성된 Token은 HTTP통신 시에 Authorization이라는 key의 value로 사용, 일반적으로 value에는 Bearer이 앞에 붙음

 

JWT의 단점 및 고려사항

1. self contained : 토큰 자체에 정보를 담고 있으므로 양날의 검일 될 수 있음

2. 토큰 길이 : payload에 여러 클레임을 저장하기 때문에 정보가 많아질 수록 토큰의 크기나 네트워크에 부하

3. payload 인코딩 : 페이로드 자체는 암호화 된 것이 아니라 Base64Url로 인코딩 된 것이므로 중간에 탈취하여 디코딩시 정보가 다 드러나는 단점 -> 중요한 데이터 문제 (정보가 제한적)

3. stateless : JWT는 상태를 저장하지 않기 때문에 한번 만들어지면 제어가 불가능, 즉 토큰을 임의로 삭제하는 것이 불가능하므로 토큰 만료 시간을 꼭 넣어주어야 함 (유효기간 늘릴 수 없으므로, 갱신 주기 문제)

-> 처음 로그인 시에 refresh token을 만들어 주어 access token이 만료되었을 경우 새로 발급해주는 열쇠

https://tansfil.tistory.com/59?category=255594

4. store token : token은 client측에서 관리해야 하기 때문에 토큰을 저장해야 함