개발/Spring MVC

Spring MVC 2편 - 로그인 쿠키와 세션

Debin 2022. 1. 24.

본 게시글은 인프런 김영한 선생님 강의 스프링 MVC 2편을 완강하고 배운 것을 남기고자 적은 포스팅입니다.

강의 링크는 아래와 같습니다.

https://www.inflearn.com/course/%EC%8A%A4%ED%94%84%EB%A7%81-mvc-2/dashboard

스프링 MVC 2편 - 백엔드 웹 개발 활용 기술 - 인프런 | 강의

웹 애플리케이션 개발에 필요한 모든 웹 기술을 기초부터 이해하고, 완성할 수 있습니다. MVC 2편에서는 MVC 1편의 핵심 원리와 구조 위에 실무 웹 개발에 필요한 모든 활용 기술들을 학습할 수 있

www.inflearn.com

이제 로그인 기능에 대해 공부해보자.

먼저 로그인 기능은 어떻게 구현해야 할까? 우리가 로그인한 상태인 것을 서버가 알아야 할 것이다.

우선 HTTP는 stateless protocol, 즉 무상태 프로토콜이다. 클라이언트와 서버가 요청과 응답을 주고받으면 끊어진다.

이전에 대한 요청에 대해 기억하지도 못하고 서로 상태를 유지하지 않는다.

그래서 요청을 보낼 때 내가 로그인한 유저라는 정보를 포함해서 보내야 하는데 만약 이를 위한 해결 방법으로 쿼리 파라미터를 계속 유지하면서 보내는 작업은 정말 비효율적이다. 이런 상황에서 쿠키를 사용한다.

클라이언트는 서버로부터 받은 쿠키를 저장하고 요청 헤더에 쿠키를 담아 매 요청마다 서버에 쿠키를 전달할 수 있다.

즉 로그인에 성공하면 그에 관련된 인증 정보를 응답 내부 쿠키에 담아 클라이언트에게 준다. 그럼 클라이언트는 받은 쿠키를 서버에게 계속 보낼 수 있다.

엄밀히 말하면 로그인 후 서버에서 쿠키를 받으면 클라이언트가 쿠키 저장소에 이를 담아두고 요청 헤더에 쿠키를 담아서 보낸다. 그러면 서버는 해당 사용자가 로그인된 유저임을 알고 그에 관한 작업을 허가해준다.

쿠키에는 영속 쿠키와 세션 쿠키가 있다.

영속 쿠키: 만료 날짜를 입력하면 해당 날짜까지 유지
세션 쿠키: 만료 날짜를 생략하면 브라우저 종료시 까지만 유지

우리는 우선 세션 쿠키에 대해 배워보겠다. 우선 로그인 성공 시 세션 쿠키를 생성하자.

@PostMapping("/login")
public String login(@Valid @ModelAttribute LoginForm form, BindingResult 
bindingResult, HttpServletResponse response) {

	//..예외 처리 코드 생략
     
     Member loginMember = loginService.login(form.getLoginId(), form.getPassword());
     //DB에 있는 유저의 로그인아이디와 패스워드가 맞으면 멤버를 리턴 
    
     if (loginMember == null) {
         bindingResult.reject("loginFail", "아이디 또는 비밀번호가 맞지 않습니다.");
         return "login/loginForm";
     }
     
     //로그인 성공 처리
     //쿠키에 시간 정보를 주지 않으면 세션 쿠키(브라우저 종료시 모두 종료)
     Cookie idCookie = new Cookie("memberId",
    String.valueOf(loginMember.getId()));
     response.addCookie(idCookie);
     return "redirect:/";
}

로그인에 성공하면 쿠키를 생성하고 HttpServletResponse에 담는다. 쿠키 이름은 memberId이고, 값은 회원의 id를 담는다. 웹 브라우저는 종료 전까지 회원의 id를 쿠키에 담아 계속 서버에 보내준다.

이렇게 멤버가 존재하면 Thymeleaf가 모델에 로그인 멤버 값이 있다면 로그인 멤버 전용화면을 렌더링해 줄 것이다.

이번에는 로그아웃 기능을 만들어보자.

@PostMapping("/logout")
public String logout(HttpServletResponse response) {
     expireCookie(response, "memberId");
     return "redirect:/";
}

private void expireCookie(HttpServletResponse response, String cookieName) {
     Cookie cookie = new Cookie(cookieName, null);
     cookie.setMaxAge(0);
     response.addCookie(cookie);
}

로그아웃도 응답 쿠키를 생성하는데 Max-Age=0을 확인할 수 있다. 해당 쿠키는 바로 즉시 종료된다.

쿠키를 사용해서 로그인 Id를 전달해서 로그인을 유지했다. 그러나 여기에는 심각한 보안 문제가 존재한다.

쿠키 값은 임의로 변경할 수 있다.
- 클라이언트가 쿠키를 강제로 변경하면 다른 사용자가 된다.
- 실제 웹브라우저 개발자 모드 Application Cookie 변경으로 확인
- Cookie: memberId=1 Cookie: memberId=2 (다른 사용자의 이름이 보임)
쿠키에 보관된 정보는 훔쳐갈 수 있다.
- 만약 쿠키에 개인정보나, 신용카드 정보가 있다면?
- 이 정보가 웹 브라우저에도 보관되고, 네트워크 요청마다 계속 클라이언트에서 서버로 전달된다.
- 쿠키의 정보가 나의 로컬 PC가 털릴 수도 있고, 네트워크 전송 구간에서 털릴 수도 있다.
해커가 쿠키를 한번 훔쳐가면 평생 사용할 수 있다.
- 해커가 쿠키를 훔쳐가서 그 쿠키로 악의적인 요청을 계속 시도할 수 있다

대안

대안 쿠키에 중요한 값을 노출하지 않고, 사용자 별로 예측 불가능한 임의의 토큰(랜덤 값)을 노출하고, 서버에서 토큰과 사용자 id를 매핑해서 인식한다. 그리고 서버에서 토큰을 관리한다.
토큰은 해커가 임의의 값을 넣어도 찾을 수 없도록 예상 불가능해야 한다.
해커가 토큰을 털어가도 시간이 지나면 사용할 수 없도록 서버에서 해당 토큰의 만료시간을 짧게(예: 30분) 유지한다. 또는 해킹이 의심되는 경우 서버에서 해당 토큰을 강제로 제거하면 된다.

로그인 처리하기 (세션 등장)

정보를 쿠키에 저장하는데 여러 보안 문제가 존재했다. 이 문제를 해결하려면 결국 중요한 정보는 모두 서버에 저장해야 한다. 그리고 클라이언트와 서버는 추정 불가능한 임의의 식별자 값으로 연결해야 한다.

이렇게 서버에 중요한 정보를 보관하고 연결을 유지하는 방법을 세션이라고 한다.

로그인 순서

로그인 아이디와, 비밀번호를 전달하면 서버에서 해당 사용자가 맞는지 판단한다.
그러면 세션 Id를 생성한다. 이 세션 ID는 추정이 불가능해야 한다.(UUID 사용)
생성된 세션 ID와 세션에 보관할 값(멤버)을 서버의 세션 저장소에 보관한다.
세션 ID를 응답 쿠키로 전달한다
클라이언트와 서버는 결국 쿠키로 연결된다. 즉 서버는 클라이언트에 세션 ID만 쿠키에 담아서 전달한다. 클라이언트는 쿠키 저장소에 이 쿠키를 보관한다.

여기서 중요한 포인트는 회원과 관련된 정보는 전혀 클라이언트에 전달하지 않는다는 것이다.

오직 추정 불가능한 세션 ID만 쿠키를 통해 클라이언트에 전달한다.

로그인 이후의 접근은 우선 클라이언트는 요청 시 항상 서버로부터 받은 쿠키를 서버에 전달한다.

서버에서는 클라이언트가 전달한 이 쿠키 정보로 세션 저장소를 조회해서 로그인 시 보관한 세션 정보를 사용한다.

이제 세션을 사용해서 서버에서 중요한 정보를 관리하게 되었다. 덕분에 다음과 같은 보안 문제들을 해결할 수 있었다.

쿠키 값을 변조 가능, 예상 불가능한 복잡한 세션 Id를 사용한다.
쿠키에 보관하는 정보는 클라이언트 해킹 시 털릴 가능성이 있다. 세션 Id가 털려도 여기에는 중요한 정보가 없다.
쿠키 탈취 후 사용. 해커가 토큰을 털어가도 시간이 지나면 사용할 수 없도록 서버에서 세션의 만료시간을 짧게(예: 30분) 유지한다. 또는 해킹이 의심되는 경우 서버에서 해당 세션을 강제로 제거하면 된다

우선 세션을 직접 만들어보자.

세션 관리는 크게 3가지 기능을 제공한다.

세션 생성
- sessionId 생성 (추정 불가능한 랜덤 값)
- 세션 저장소에 sessionId와 보관할 값 저장
- sessionId로 응답 쿠키를 생성해서 클라이언트에 전달
세션 조회
- 클라이언트가 요청한 sessionId 쿠키의 값으로, 세션 저장소에 보관한 값 조회
세션 만료
- 클라이언트가 요청한 sessionId 쿠키의 값으로, 세션 저장소에 보관한 sessionId와 값 제거

아래는 직접 만든 SessionManager 클래스다.

@Component
public class SessionManager {

 public static final String SESSION_COOKIE_NAME = "mySessionId";
 
 private Map<String, Object> sessionStore = new ConcurrentHashMap<>();
 
     /**
     * 세션 생성
     */
     public void createSession(Object value, HttpServletResponse response) {
         //세션 id를 생성하고, 값을 세션에 저장
         String sessionId = UUID.randomUUID().toString();
         sessionStore.put(sessionId, value);
         //쿠키 생성
         Cookie mySessionCookie = new Cookie(SESSION_COOKIE_NAME, sessionId);
         response.addCookie(mySessionCookie);
     }
     
     /**
     * 세션 조회
     */
     public Object getSession(HttpServletRequest request) {
     Cookie sessionCookie = findCookie(request, SESSION_COOKIE_NAME);
         if (sessionCookie == null) {
             return null;
         }
     return sessionStore.get(sessionCookie.getValue());
     }
     /**
     * 세션 만료
     */
     
     public void expire(HttpServletRequest request) {
     Cookie sessionCookie = findCookie(request, SESSION_COOKIE_NAME);
     
     if (sessionCookie != null) {
         sessionStore.remove(sessionCookie.getValue());
         }
     }
     
     private Cookie findCookie(HttpServletRequest request, String cookieName) {
         if (request.getCookies() == null) {
             return null;
         }
         return Arrays.stream(request.getCookies())
         .filter(cookie -> cookie.getName().equals(cookieName))
         .findAny()
         .orElse(null);
     }
}

우리가 생각한 대로 잘 개발되었다. 그러나 매 프로젝트마다 이렇게 세션 개념을 개발하는 것은 상당히 불편할 것이다.

그래서 서블릿도 세션 개념을 지원한다. 서블릿은 세션을 위해 HttpSession이라는 기능을 제공하는데, 지금까지 나온 문제들을 해결해준다. 우리가 직접 구현한 세션의 개념이 이미 구현되어 있고, 더 훌륭하다.

HttpSession

서블릿이 제공하는 HttpSession 도 결국 우리가 직접 만든 SessionManager와 같은 방식으로 동작한다. 서블릿을 통해 HttpSession을 생성하면 다음과 같은 쿠키를 생성한다. 쿠키 이름이 JSESSIONID이고, 값은 추정 불가능한 랜덤 값이다. Cookie: JSESSIONID=5 B 78 E23 B513 F50164 D6 FDD8 C97 B0 AD05

이제 코드로 확인해보자. 우리는 HttpSession 데이터를 보관하고 조회할 때, 같은 이름이 중복되어 사용하므로

LOGIN_MEMBER라는 상수를 하나 정의했다. 아래 코드로 확인해보자.

@PostMapping("/login")
public String login(@Valid @ModelAttribute LoginForm form, BindingResult 
bindingResult, HttpServletRequest request) {

	//예외처리 로직 생략

     Member loginMember = loginService.login(form.getLoginId(), form.getPassword());
  
     if (loginMember == null) {
         bindingResult.reject("loginFail", "아이디 또는 비밀번호가 맞지 않습니다.");
         return "login/loginForm";
     }
     
     //로그인 성공 처리
     //세션이 있으면 있는 세션 반환, 없으면 신규 세션 생성
     HttpSession session = request.getSession();
     //세션에 로그인 회원 정보 보관
     session.setAttribute(SessionConst.LOGIN_MEMBER, loginMember);
     return "redirect:/";
}

세션을 생성하려면 request.getSession(true)를 사용하면 된다.

세션의 create 옵션에 대해 알아보자.

request.getSession(true)
- 세션이 있으면 기존 세션을 반환한다.
- 세션이 없으면 새로운 세션을 생성해서 반환한다.
request.getSession(false)
- 세션이 있으면 기존 세션을 반환한다.
- 세션이 없으면 새로운 세션을 생성하지 않는다. null을 반환한다.

request.getSession() : 신규 세션을 생성하는 request.getSession(true)와 동일하다.

세션에 로그인 회원 정보 보관

session.setAttribute(SessionConst.LOGIN_MEMBER, loginMember);

세션에 데이터를 보관하는 방법은 request.setAttribute(..)와 비슷하다. 하나의 세션에 여러 값을 저장할 수 있다.

로그아웃 코드는 매우 단순하다.

@PostMapping("/logout")
public String logout(HttpServletRequest request) {
     //세션을 삭제한다.
     HttpSession session = request.getSession(false);
     if (session != null) {
         session.invalidate();
     }
     return "redirect:/";
}

session.invalidate 메서드를 사용하면 세션을 제거한다.

세션의 값은 아래와 같은 코드로 가져올 수 있다.

Member loginMember = (Member)session.getAttribute(SessionConst.LOGIN_MEMBER)

request.getSession(false) : request.getSession()를 사용하면 기본 값이 create: true 이므로, 로그인하지 않을 사용자도 의미 없는 세션이 만들어진다. 따라서 세션을 찾아서 사용하는 시점에는 create: false 옵션을 사용해서 세션을 생성하지 않아야 한다.
session.getAttribute(SessionConst.LOGIN_MEMBER) : 로그인 시점에 세션에 보관한 회원 객체를 찾는다.

이렇게 해서 서블릿의 세션 기능을 사용해서 코드를 작성해보았다.

그러나 @SessionAttribute라는 스프링은 세션을 더 편리하게 사용할 수 있는 기능을 지원한다.

아래 컨트롤러를 봐보자.

@GetMapping("/")
public String homeLoginSpring(
 @SessionAttribute(name = SessionConst.LOGIN_MEMBER, required = false)
Member loginMember,
 Model model) {
 
     //세션에 회원 데이터가 없으면 home
     if (loginMember == null) {
     return "home";
     }
     //세션이 유지되면 로그인으로 이동
     model.addAttribute("member", loginMember);
     return "loginHome";
}

세션을 찾고, 세션에 들어있는 데이터를 찾는 번거로운 과정을 스프링이 한 번에 편리하게 해주는 것을 확인할 수 있다.

TrackingModes

로그인을 처음 시도하면 URL이 다음과 같이 jsessionid를 포함하고 있는 것을 확인할 수 있다. http://localhost:8080/;jsessionid=F59911518B921DF62D09F0DF8F83F872

이것은 웹 브라우저가 쿠키를 지원하지 않을 때 쿠키 대신 URL을 통해서 세션을 유지하는 방법이다.

이 방법을 사용하려면 URL에 이 값을 계속 포함해서 전달해야 한다.

타임리프 같은 템플릿은 엔진을 통해서 링크를 걸면 jsessionid를 URL에 자동으로 포함해준다.

서버 입장에서 웹 브라우저가 쿠키를 지원하는지 하지 않는지 최초에는 판단하지 못하므로, 쿠키 값도 전달하고, URL에 jsessionid 도 함께 전달한다. URL 전달 방식을 끄고 항상 쿠키를 통해서만 세션을 유지하고 싶으면 다음 옵션을 넣어주면 된다. 이렇게 하면 URL에 jsessionid 가 노출되지 않는다. application.properties에 작성하라.

server.servlet.session.tracking-modes=cookie

마지막으로 세션 타임아웃 설정이다.

세션을 무한정으로 보관하면 아래와 같은 문제가 발생한다.

세션과 관련된 쿠키( JSESSIONID )를 탈취당했을 경우 오랜 시간이 지나도 해당 쿠키로 악의적인 요청을 할 수 있다.
세션은 기본적으로 메모리에 생성된다. 메모리의 크기가 무한하지 않기 때문에 꼭 필요한 경우만 생성해서 사용해야 한다. 10만 명의 사용자가 로그인하면 10만 개의 세션이 생성되는 것이다

세션의 이상적인 종료 시점은 서버에 최근에 요청한 시간을 기준으로 세션을 종료시키는 것이다. 이렇게 하면 사용자가 서비스를 사용하고 있으면, 세션의 생존 시간이 30분으로 계속 늘어나게 된다. 따라서 30분마다 로그인하는 번거로움이 사라진다. HttpSession은 이 방식을 사용한다.

application.properties에서 다음 설정을 하면 글로벌하게 적용된다. 글로벌 설정은 분 단위로 설정해야 한다.

server.servlet.session.timeout=1800

아래와 같은 코드로 특정 세션 단위로 시간 설정이 가능하다.

session.setMaxInactiveInterval(1800); //1800초

세션 타임아웃 발생

세션의 타임아웃 시간은 해당 세션과 관련된 JSESSIONID를 전달하는 HTTP 요청이 있으면 현재 시간으로 다시 초기화된다. 이렇게 초기화되면 세션 타임아웃으로 설정한 시간 동안 세션을 추가로 사용할 수 있다. session.getLastAccessedTime() : 최근 세션 접근 시간

LastAccessedTime 이후로 timeout 시간이 지나면, WAS가 내부에서 해당 세션을 제거한다.

이상으로 포스팅을 마치겠습니다.

Spring MVC 2편 - 로그인 쿠키와 세션

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