HTTPS에 대한 짧은 지식
저작자의 허락을 받고 아래 영상의 내용을 요약한 글입니다.
https://www.youtube.com/watch?v=H6lpFRpyl14&t=268s
HTTPS : Http + Secure. 기존의 HTTP에 "안전"을 더한 형태. 그럼 뭘 안전하게 하는 것인가? 크게 2가지로 볼 수 있다
- 내가 사이트에 보내는 정보들을 제 3자가 못 보게 한다
- 내가 접속하는 사이트가 신뢰할 수 있는 사이트인지 알려준다
그러면 이 두 가지 내용이 어떤 원리로 구현되는가?
1은 비대칭키를 사용한 암호화로 가능하다. 서버가 가진 "공개키"로 암호화해서 보내면, 해당 암호문은 "개인키"를 가진 서버만이 해독 가능하다. 따라서 제 3자가 내가 보내는 트래픽을 엿봐도 해독(복호화)할 수 없다. (제 3자도 서버의 공개키를 알 수는 있겠지만, 비대칭키의 특성상 공개키로 암호화한 내용을 공개키로 복호화할 수 없기 때문)
2도 마찬가지로 비대칭키 특성을 통해 가능하다. 서버에서 보내는 정보는 서버의 "개인키"로 일부가 암호화돼있다. 그러나 내가 가진 서버의 "공개키"로는 오직 해당 서버의 "개인키"로 암호화한 것만 복호화가 가능하다. 즉 해당 서버가 아닌 다른 서버에서 온 내용은 내가 가진 공개키로는 복호화가 안 된다는 거다. 이 때 신뢰가능한, 즉 공인된 특정 기관에서 내가 가진 공개키가 해당 서버의 공개키가 맞다는 인증만 받는다면 해당 서버를 신뢰할 수 있게 되는 것.
그럼 프로그래머의 영역에서, HTTPS는 실제로 어떻게 구현될까?
우선 jofe라는 사이트가 공개키들을 뿌렸다고 가정하자. 난 이 공개키가 jofe란 사이트의 공개키인지(즉 정품인지)를 확인할 수 있어야 한다. 이를 인증해주는(보장해주는) 공인된 기관들이 존재하며, 이들을 CA(Certificate Authority)라고 부른다. 우리가 사용중인 브라우저들엔 이 CA들의 목록이 저장돼있다.
이런 상황에서, 내(client)가 jofe(server)에 접속할려고 한다. 랜덤한 데이터나 만들어서 서버에게 주면, 서버는 그에 대한 답변으로 랜덤한 데이터와 "CA에서 발급해준 해당 서버의 인증서"를 만들어서 내게 준다. (클라이언트 서버가 악수했다고 표현)
그럼 클라이언트는 해당 인증서가 진품인지를 판단하는데, 이 때 브라우저에 내장된 CA들의 정보를 통해 확인한다. CA의 인증을 받은 인증서들은 해당 CA의 개인키로 암호화돼있기 때문에 그 CA의 공개키로 복호화가 가능하다. 즉 받은 인증서가 진품이라면 브라우저에 있는 C의 공개키로 해당 인증서를 복호화 가능한 것이다.
성공적으로 복호화된 인증서에는 인증서를 보낸 서버(jofe)의 "공개키"가 들어있다. 하지만 그렇다고 이제부터 바로 내가 서버로 보낼 메시지들을 공개키로 암호화해서 보낼 수 있는 건 아니다. 왜냐하면 비대칭키는 대칭키 방식보다 컴퓨터에 주는 부담이 크기 때문. (주고받을 다량의 데이터를 하나하나 비대칭키로 암호화하는 건 부담이 된다는 것)
따라서 주고받을 데이터를 "대칭키"로 암호화한다. 대칭키를 사용하는 경우의 가장 큰 단점은 양쪽이 똑같은 키를 가져야 하므로 어쨌거나 한 번은 서로 통신을 해서 키를 주고받아야 하는데, 이 때 탈취당할 위험이 있다는 거다. 이 때 클라이언트는 아까 악수할 때 만들어진 데이터들을 이용해 임의의 대칭키를 만든 다음, 서버로 이를 공유할 때 "비대칭키"를 사용한다. 즉 서버의 "공개키"로 임의로 만든 대칭키를 암호화하여 보낸다는 말. 서버는 이를 자신의 "개인키"로 복호화하여 클라이언트가 만든 대칭키를 그대로 쓸 수 있게 되는 거고, 이제 양쪽이 서로 대칭키를 갖게 됐으니 이를 통해 서로 데이터들을 암호화하여 통신할 수 있게 된다.
그림으로 나타내면 다음과 같다
우선 클라이언트가 랜덤한 데이터를 만들어 서버로 보낸다
그러면 서버도 랜덤한 데이터와 함께 CA에서 발급해준 인증서를 보낸다(이 인증서는 해당 CA의 개인키로 암호화돼있다)
클라이언트는 브라우저에 내장된 CA목록들을 통해 해당 CA의 공개키로 인증서를 복호화한다. 어떤 공개키로도 복호화가 안되면 당연히 서버 쪽을 신뢰할 수 없는 거고, 복호화됐다면 인증서를 보낸 서버를 공인된 서버라고 신뢰할 수 있게 된다.
또한 해당 인증서는 서버의 공개키를 가지고 있어서, 복호화에 성공했다면 요로코롬 서버의 공개키를 얻게 되는 거다.
이제 클라이언트는 아까 만들었던 클라이언트쪽의 랜덤데이터와 서버로부터 받은 서버쪽 랜덤데이터를 활용해 대칭키를 만들고, 이를 인증서에 들어있던 서버의 공개키로 암호화하여 서버에게 보낸다.
서버는 이를 자신의 개인키로 복호화할 수 있고, 이를 통해 클라이언트와 서버가 동일한 대칭키를 갖게 되는 것이며 이를 통해 데이터를 서로 암호화하고 복호화하며 통신할 수 있게 된다.
