[Web] 쿠키(Cookie) & 세션(Session)

💡 Web의 기본적인 인증 방식을 알아보자!

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📌 요약

• 공통점 : 웹 통신 간 유지하려는 정보(Ex) 로그인 정보 등)를 저장하기 위해 사용
• 차이점 : 저장 위치, 저장 형식, 용량 제한, 만료시점 등
  • 쿠키 : 개인 PC에 저장
  • 세션 : 접속중인 웹 서버에 저장

쿠키와 세션 사용 이유 (Feat. HTTP 특징)

• HTTP(Hypertext Transfer Protocol) 의 특징이자 약점을 보안하기 위함

HTTP(Hypertext Transfer Protocol) 의 정의

• HTTP는 인터넷상에서 데이터를 주고받기 위해 서버/클라이언트 모델을 따르는 통신 규약

HTTP의 특징

• 비연결성(Connectionless)
  • 클라이언트가 서버에 요청(Request)을 보내고 → 그 요청에 맞는 응답(Response) 을 보낸 후 연결을 끊는 처리 방식
  • HTTP 1.1 버전 : 연결을 유지하고, 재활용 하는 기능이 Default 로 추가 (keep-alive 값으로 변경 가능)
• 비상태성(Stateless)
  • 클라이언트가 상태 정보를 가지지 않는 서버 처리 방식
  • 클라이언트와 첫 번째 통신에서 데이터를 주고 받았다 해도, 두번째 통신에서 이전 데이터를 유지하지 않는다.
• 즉, HTTP는 ‘서버의 자원을 절약’하기 위해 모든 사용자의 요청마다 ‘연결과 해제’ 과정을 거친다.
• 따라서, 연결 상태가 유지되지 않고, 연결 해제 후에 상태 정보가 저장되지 않는다.

쿠키와 세션의 필요성

• HTTP의 비연결성/비상태성으로 인해 사용자를 식별할 수 없어 → 같은 사용자가 요청을 여러 번 하더라도 매번 새로운 사용자로 인식하게된다.
• 그러나 우리가 웹 사이트를 사용할 때 로그인을 한 번 하고나면 → 그 사이트에서는 다시 로그인할 필요 없이, 여러 페이지의 기능을 이용할 수 있고, 브라우저를 종료했다가 다시 접속했을 때에도 로그인 상태를 유지할 수 있다.
• 이렇게, HTTP의 비연결성/비상태성을 보완해 ‘서버가 클라이언트를 식별’하게 해주는 것이 쿠키와 세션이다.

쿠키(Cookie)

쿠키의 개념

• 쿠키는 웹 사이트 접속 시 생성되는 정보를 담은 데이터 파일로 클라이언트(브라우저) 로컬에 저장된다.
• 쿠키의 데이터 형태는 Key-Value 로 구성되고, String 형태로 이루어져 있다.
• 브라우저마다 저장되는 쿠키가 다르며, 서버에서는 브라우저가 다르면 다른 사용자로 인식
• 쿠키는 서버를 대신해서 클라이언트의 상태 정보를 로컬(웹 브라우저를 이용하고 있는 컴퓨터)에 저장했다가 → 사용자가 요청할 때, 그 정보를 함께 보내 → 서버가 사용자를 식별할 수 있게 한다.

쿠키의 구성요소

• 이름 : 각각의 쿠키를 구별하는 데 사용되는 이름
• 값 : 쿠키의 이름과 관련된 값
• 유효시간 : 쿠키의 유지시간
• 도메인 : 쿠키를 전송할 도메인
• 경로 : 쿠키를 전송할 요청 경로

쿠키의 특징

• 클라이언트에 총 300개의 쿠키 저장 가능
• 하나의 도메인 당 20개의 쿠키를 가질 수 있다.
• 하나의 쿠키는 4KB(=4096byte)까지 저장 가능

쿠키의 동작 순서

 

쿠키의 동작 순서

 

• 클라이언트가 페이지를 요청(사용자의 웹사이트 접근)
• 웹 서버에서 쿠키 생성
• HTTP 헤더에 쿠키를 포함시켜 클라이언트에 응답

MockHttpServletResponse:
           Status = 200
          Headers = [Set-Cookie:"userName=kevin", "password=abc123"]

• 브라우저가 종료되어도, 쿠키 만료 시간이 남은 경우 클라이언트에서 보관하고 있음
• 같은 요청을 할 경우 클라이언트가 HTTP 헤더에 쿠키를 함께 서버로 보냄

MockHttpServletRequest:
      HTTP Method = GET
      Request URI = /user/my/edit
          Headers = [Cookie:"userName=kevin"; "password=abc123"]

• 서버에서 쿠키를 읽어 → 이전 상태 정보를 변경할 필요가 있을 때 쿠키를 업데이터하여 → 변경된 쿠키를 HTTP 헤더에 포함시켜 응답

쿠키의 사용 목적

• 세션 관리(Session Management) : 로그인, 사용자 닉네임, 접속 시간, 장바구니 등의 서버가 알아야할 정보들을 저장
• 개인화(Personalization) : 사용자마다 다르게 그 사람에 적절한 페이지를 보여줄 수 있음
• 트래킹(Tracking) : 사용자의 행동과 패턴을 분석하고 기록

쿠키 사용 예시

• 사이트를 방문하여 로그인 할 때 “아이디와 비밀번호를 저장하시겠습니까?” / “로그인 상태 유지”
• 팝업의 일주일간 다시 보지 않기 체크
• 최근 검색한 상품들을 광고에서 추천
• 쇼핑몰 장바구니

쿠키의 단점

• 방문했던 웹 사이트에 대한 정보 및 개인 정보가 기록되어 사생활 침해 소지 존재
  • 이를 해소하기 위해, 웹 브라우저 자체에 쿠키 거부 기능이 있지만
  • 쿠키에 대한 거브가 웹 브라우저에 설정되어 있는경우 쿠키 본래의 목적인 웹 브라우저와의 연결을 지속시키는 기능을 수행할 수 없는 경우가 발생한다.
• 서버가 가지고 있는 것이 아닌 사용자에게 저장되는 정보이므로, 임의로 고치거나 지울 수 있고, 가로채기 쉬워 보안 취약 문제 존재
  • 쿠키에는 민감하거나 중요한 정보를 담는 것이 위험하다.
• 이러한 쿠키의 단점을 보완해주는 것이 ‘세션’이다.

 

세션(Session)

세션의 개념

• 세션은 쿠키를 기반으로 하고 있지만, 사용자 정보 파일을 브라우저에 저장하는 쿠키와 달리, 세션은 서버 측에서 관리한다.
• 서버에서는 클라이언트를 구분하기 위해 세션 ID를 부여하며,
  • 이때 접속 시간에 제한을 두어 일정 시간 응답이 없으면 정보가 유지되지 않게 설정이 가능하다.
  • 세션 ID는 웹 브라우저 당 1개씩 생성되어 웹 컨테이너에 저장되고 → 브라우저 종료 시 소멸된다.
  • 즉, 방문자가 웹 서버에 접속해있는 상태를 하나의 단위로 보고, 그것을 세션이라 한다.
• 웹 브라우저가 서버에 접속해서 → 브라우저를 종료할 때까지 인증 상태를 유지한다.
• 로그인한 사용자에 대해서만 세션을 생성하는 것이 아닌,
  • 쿠키의 경우, 사용자의 웹 브라우저에 저장되는 것이므로 로그인 유무와 관계없이 삭제되지 않으면 듀지된다.
• 로그아웃을 하는 경우 새로운 사용자로 인식하여 새로운 세션이 생성된다.

세션의 특징

• 웹 서버에 웹 컨테이너의 상태를 유지하기 위한 정보를 저장한다.
• 웹 서버에 저장되는 쿠키(=세션쿠키)
• 각 클라이언트에 고유 ID를 부여
• 세션 ID로 클라이언트를 구분해 클라이언트의 요구에 맞는 서비스를 제공
• 보안 면에서 쿠키보다 우수(브라우저를 닫거나, 서버에서 세션 삭제 시에만 삭제됨)
• 저장 용량에 제한은 없지만, 사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 된다.

세션의 동작 순서

 

세션의 동작 순서

 

• 클라이언트가 페이지 접속 시(서버에 접속 시)
• 접근한 클라이언트의 Request Header 필드인 Cookie를 확인하여 클라이언트가 해당 세션 ID를 보냈는지 확인한다.
• 세션 ID가 존재하지 않을 경우, 세션 ID를 발급하여 클라이언트에게 돌려준다.
  • 서버는 클라이언트의 로그인 요청에 대한 응답을 작성할 때, 아래와 같이 인증 정보는 → 서버에 저장하고, 클라이언트 식별자인 JSESSIONID를 쿠키에 담는다.

HTTP/1.1 200
Set-Cookie: JSESSIONID=FDB5E30BF20045E8A9AAFC788383680C;

• 클라이언트는 세션 ID에 대해 쿠키를 사용해서 저장하고, 정보를 가지고 있는다.
• 클라이언트는 서버에 요청 시, 이 쿠키의 세션 ID를 같이 서버에 전달하여 요청한다.
• 서버는 세션 ID를 전달받아 별다른 작업없이, 세션 ID로 세션에 있는 클라이언트 정보를 가져와서 사용
• 클라이언트 정보를 가지고 서버 요청을 처리해 클라이언트에게 응답

세션의 사용 예시

• 화면을 이동해도 로그인 상태가 유지된다.

쿠키와 세션 차이

	쿠키(Cookie)	세션(Session)
저장 위치	클라이언트	서버
저장 형식	Text	Object
만료 시점	쿠키 저장 시 설정(설정이 없을 경우, 브라우저 종료 시 만료)	알 수 없음
사용하는 자원(리소스)	클라이언트의 리소스	서버의 리소스
용량 제한	총 300개 도메인 당 20개 1개의 쿠키당 4KB	제한 없음
속도	세션보다 빠름	쿠키보다 느림
보안	세션보다 보안 취약	쿠키보다 보안 유리

 

• 쿠키과 세션은 비슷한 역할을 수행하고, 동작원리도 비슷하다. (세션도 결국 쿠키를 사용하기 때문)
• 가장 큰 차이점: 사용자의 정보가 저장되는 위치
  • 쿠키는 서버의 자원을 전혀 사용하지 않음
  • 세션은 서버의 자원을 사용
• 보안 : 세션 > 쿠키
  • 쿠키는 클라이언트 로컬에 저장되어, 변잘되거나 Request에서 Snipping 당할 우려 존재
  • 세션은 쿠키를 이용해 세션 ID만 저장하고, 그것으로 구분해서 서버에서 처리하므로 비교적 보안성이 높음
• 요청 속도 : 세션 < 쿠키
  • 세션은 서버의 처리를 필요로 하므로 속도가 상대적으로 느림
• 라이프 사이클
  • 쿠키도 만료시간이 존재하지만, 파일로 저장되어 브라우저를 종료해도 계속해서 정보가 남을 수 있음
    • 만료기간을 여유롭게 잡아두면 쿠키를 삭제할 때까지 유지 가능
  • 세션도 만료시간을 정할 수 있지만, 브라우저가 종료되면 만료시간에 상관없이 삭제됨
    • 예를 들어, 크롬에서 다른 탭을 사용해도 세션 공유, 다른 브라우저를 사용할 경우 다른 세션 사용
• 세션은, 서버의 자원을 사용하므로 무분별하게 만들 경우 메모리를 감당할 수 없게 되고, 속도가 느려질 수 있어 쿠키가 유리한 경우가 존재한다.

쿠키와 세션 Vs 캐시

• 캐시는 이미지나 css, js 파일 등을 브라우저나 서버 앞 단에 저장해놓고 사용하는 것
• 한 번 캐시에 저장되면, 브라우저를 참고하므로
  • 이때 캐시를 지워주거나
  • 서버에서 클라이언트로 응답을 보낼 때 헤더에 캐시 만료 시간을 명시하는 방법
  을 사용할 수 있다.
• 서버에서 변경이 되어도 사용자는 변경이 되지 않는 것으로 보일 수 있는데,

 

세션은 사용자 수 만큼 서버 메모리를 차지하여, 이런 문제를 보완하기 위해 토큰 기반의 인증 방식을 사용한다.

• 그 중 JWT(JSON WEB Token)이 존재하는 것