[CS_정리] HTTP/HTTPS (비연결 지향 통신) _ 4

안녕하세요! 개발하는 윤기사입니다. 이번 CS_정리는 HTTP와 HTTPS에 관한 내용을 정리해보려고 합니다!

 

바로 시작하겠습니다!

 

 

 

1. HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)란? - 비연결 통신

HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)란 서버/클라이언트 모델을 따라 데이터를 주고받기 위한 프로토콜

즉, HTTP는 인터넷에서 하이퍼텍스트를 교환하기 위한 통신 규약으로, 80번 포트를 사용하고 있습니다.

따라서 HTTP 서버가 80번 포트에서 요청을 기다리고 있으며, 클라이언트는 80번 포트로 요청을 보내게 됩니다.

HTTP는 1989년 팀 버너스 리(Tim Berners Lee)에 의해 처음 설계되었으며

WWW(World-Wide-Web) 기반에서 세계적인 정보를 공유하는데 큰 역할을 하였습니다!

 

🔥 비 연결 통신이라는 건 이전 요청과 다음 요청이 연결되어있지 않다는 의미 : 하나의 요청과 응답으로 이루어져 있고, 처리 후에는 종료.

 

[ HTTP의 구조 ]

HTTP는 애플리케이션 레벨의 프로토콜로 TCP/IP 위에서 작동합니다.

HTTP 프로토콜이 TCP 기반으로 동작한다는 것은 하나의 요청-응답 내에서만 해당됩니다.

HTTP는 상태를 가지고 있지 않는 Stateless 프로토콜이며 Method, Path, Version, Headers, Body 등으로 구성됩니다.

 

하지만 HTTP는 암호화가 되지 않은 평문 데이터를 전송하는 프로토콜이었기 때문에, HTTP로 비밀번호나 주민등록번호 등을 주고받으면 제3자가 정보를 조회할 수 있었습니다!

이러한 보안성 문제를 해결하기 위해 HTTPS가 등장하게 된 거죠!

 

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2. HTTPS(Hyper Text Transfer Protocol Secure)란? - HTTP + Secure

HTTPS는 HTTP에 데이터 암호화가 추가된 프로토콜

HTTPS는 HTTP와 다르게 443번 포트를 사용하며, 네트워크 상에서 중간에 제3자가 정보를 볼 수 없도록 암호화를 지원하고 있습니다.

 

💻 대칭키 암호화와 비대칭키 암호화

HTTPS는 대칭키 암호화 방식과 비대칭키 암호화 방식을 모두 사용하고 있습니다.

• 대칭키 암호화
  • 클라이언트와 서버가 동일한 키를 사용해 암호화/복호화를 진행
  • 키가 노출되면 매우 위험하지만 연산 속도가 빠름
• 비대칭키 암호화
  • 1개의 쌍으로 구성된 공개키와 개인키를 암호화/복호화하는 데 사용. (공개키와 개인키는 서로를 위한 1쌍의 Key)
    • 공개키: 모두에게 공개가능한 키
    • 개인키: 나만 가지고 알고 있어야 하는 키
  • 키가 노출되어도 비교적 안전하지만 연산 속도가 느리다.

 

공개키 암호화와 개인키 암호화의 특징

• 공개키 암호화: 공개키로 암호화를 하면 개인키로만 복호화할 수 있습니다.
  • -> 개인키는 자기 자신만 가지고 있으므로, 자기 자신만 볼 수 있음!
• 개인키 암호화: 개인키로 암호화하면 공개키로만 복호화할 수 있습니다.
  • -> 공개키는 모두에게 공개되어 있으므로, 내가 인증한 정보임을 알려 신뢰성을 보장할 수 있음!

 

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💻  HTTPS의 동작 과정 

HTTPS는 대칭키 암호화와 비대칭키 암호화를 모두 사용하여 빠른 연산 속도와 안정성을 모두 얻고 있습니다.

HTTPS 연결 과정(Hand-Shaking)에서는 먼저 서버와 클라이언트 간에 세션키를 교환합니다.

여기서 세션키는 주고받는 데이터를 암호화하기 위해 사용되는 대칭키이며,

데이터 간의 교환에는 빠른 연산 속도가 필요하므로 세션키는 대칭키로 만들어집니다.
문제는 이 세션키를 클라이언트와 서버가 어떻게 교환할 것이냐 인데, 이 과정에서 비대칭키가 사용됩니다.

처음 연결을 성립하여 안전하게 세션키를 공유하는 과정에서 비대칭키가 사용되는 것이고,

이후에 데이터를 교환하는 과정에서 빠른 연산 속도를 위해 대칭키가 사용되는 것입니다!

 

📡 실제 HTTPS 연결 과정 Flow

1. 클라이언트(브라우저)가 서버로 최초 연결 시도
2. 서버는 공개키(인증서)를 브라우저에게 넘겨줌
3. 브라우저는 인증서의 유효성을 검사하고 세션키 발급
4. 브라우저는 세션키를 보관하며 추가로 서버의 공개키로 세션키를 암호화하여 서버로 전송
5. 서버는 개인키로 암호화된 세션키를 복호화하여 세션키를 얻음
6. 클라이언트와 서버는 동일한 세션키를 공유하므로 데이터를 전달할 때 세션키로 암호화/복호화를 진행.

 

 

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😎 HTTPS의 인증서 발급 과정 

서버는 클라이언트와 세션키를 공유하기 위한 공개키를 생성해야 하는데, 일반적으로는 인증된 기관(Certificate Authority)에 공개키를 전송하여 인증서를 발급받습니다.

1. A기업은 HTTP 기반의 애플리케이션에 HTTPS를 적용하기 위해 공개키/개인키를 발급합니다.
2. 인증된 기관(CA)에게 돈을 지불하고, 공개키를 저장하는 인증서의 발급을 요청합니다.
3. 인증된 기관(CA)은 기관의 이름, 서버의 공개키, 서버의 정보 등을 기반으로 인증서를 생성하고, 인증된 기관(CA)의 개인키로 암호화하여 A기업에게 이를 제공합니다.
4. A기업은 클라이언트에게 암호화된 인증서를 제공합니다.
5. 브라우저는 인증된 기관(CA)의 공개키를 미리 다운받아 갖고 있어, 암호화된 인증서를 복호화합니다.
6. 암호화된 인증서를 복호화하여 얻은 A기업의 공개키로 세션키를 공유합니다.

• 인증서는 인증된 기관(CA)의 개인키로 암호화되었기 때문에, 신뢰성을 확보 가능!
• 클라이언트는 A기업의 공개키로 데이터를 암호화하였기 때문에 A기업만 복호화하여 원본의 데이터를 얻을 수 있음!
  • 인증서에는 A기업의 공개키가 포함되어 있으므로, A기업의 공개키라고 봐도 무방.
• 브라우저에는 인증된 기관(CA)의 정보들이 사전에 등록되어 있어 인증된 기관(CA)의 인증서가 아닐 경우에는 인증되지 않음의 형태로 보여집니다.

 

 

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3. HTTP와 HTTPS의 차이점

HTTP는 암호화가 추가되지 않았기 때문에 보안에 취약한 반면, HTTPS는 안전하게 데이터를 주고받을 수 있습니다.

But, HTTPS를 이용하면 암호화/복호화의 과정이 필요하기 때문에 HTTP보다 속도가 느립니다.

(물론 오늘날에는 거의 차이를 못 느낄 정도?)

또한 HTTPS는 인증서를 발급하고 유지하기 위한 추가 비용이 발생합니다.

그렇다면 언제 HTTP를 쓰고, 언제 HTTPS를 쓰는 것이 좋을까요?

개인 정보와 같은 민감한 데이터를 주고받아야 한다면 HTTPS를 이용해야 하지만,

노출이 되어도 괜찮은 단순한 정보 조회 등 만을 처리하고 있다면 HTTP를 이용하면 됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

참고 : 

https://mangkyu.tistory.com/98

https://www.ascentkorea.com/difference-between-http-and-https/

https://okky.kr/articles/787738

OKKY - TCP UDP HTTP 차이

HTTP HTTPS 차이: 당신의 웹 사이트는 안전한가요? - 어센트 코리아

[Web] HTTP와 HTTPS의 개념 및 차이점