SSL

SSL의 동작방법

SSL 은 암호화된 데이터를 전송하기 위해 대칭키와 공개키를 혼합해서 사용한다.

• 실제 데이터 : 대칭키로 암호화
• 대칭키 : 공개키로 암호화

컴퓨터와 컴퓨터가 네트워크 통신을 할 때는 내부적으로 악수 → 전송(세션 단계) → 세션 종료 단계를 거친다.

핸드셰이크 : 클라이언트와 서버가 서로를 파악하는 과정

<1단계 : 클라이언트가 서버에 접속(Client Hello)>

주고 받는 정보

• 클라이언트 측에서 생성한 랜덤 데이터
• 클라이언트가 지원하는 암호화 방식들 : 상호간에 어떤 암호화 방식을 사용할 것인지에 대한 협상.

 

<2단계 : 서버가 Client Hello에 대해 응답(Server Hello)>

주고 받는 정보

• 서버 측에서 생성한 랜덤 데이터
• 서버가 선택한 클라이언트의 암호화 방식 : 암호화 방식에 대한 협상이 종료된다.
• 인증서(서버가 생성한 공개키가 들어 있다) → 클라이언트는 인증서 안에 포함된 서버의 공개키를 획득하게 된다.

 

<3단계 : 클라이언트는 서버의 인증서가 CA에 의해서 발급된 것인지를 확인하기 위해서 클라이언트에 내장된 CA 리스트 확인>

CA 리스트에 인증서가 없다면 사용자에게 경고 메시지를 출력한다.

CA 리스트에 그 인증서를 발급한 인증기관이 있다면, 브라우저는 그 인증기관에 대한 공개키를 이미 갖고 있다. 그 공개키로 인증서가 복호화가 된다면, 인증서가 해당 인증기관에 의해 발급되었다는 의미이다. 즉, 자신이 접속한 서비스가 인증기관에 의해 보증된 서비스라는 것을 확신할 수 있게 된다.

서버는 공개키에 대한 비밀키를 갖고 있으며, 비밀키는 절대로 누출되면 안 되는 중요한 정보이다.

클라이언트는 서버의 랜덤 데이터와 클라이언트가 생성한 랜덤 데이터를 조합해서 pre master secret 키를 생성한다.

• pre master secret 키는 세션 단계에서 데이터를 주고 받을 때 암호화를 위해 사용된다.
• 이 때 사용할 암호화 기법은 대칭키이므로 pre master secret 키 값은 제 3자에게 절대로 노출되면 안 된다.

 

서버로부터 받은 인증서 안에 들어있는 공개키로 pre master secret 값을 암호화해서 서버로 전송한다.

 

<4단계 : 클라이언트가 전송한 pre master secret 값 복호화>

서버가 암호화된 pre master secret 키를 비밀키로 복호화하고, pre master secret 값을 얻는다.

서버와 클라이언트가 pre master secret 값을 공유하게 되었다.

서버와 클라이언트는 일련의 과정을 거쳐서 pre master secret 값을 master secret 값으로 만든다.

master secret는 session key를 생성하는데, 서버와 클라이언트는 이 session key 값을 이용하여 데이터를 대칭키 방식으로 암호화한 후에 주고 받는다.

 

클라이언트와 서버가 session key 값을 공유하게 되었다.

 

<5단계 : 핸드셰이크 종료>

클라이언트와 서버는 핸드셰이크 단계의 종료를 서로에게 알린다.

세션 단계 : 실제로 데이터를 주고 받는 단계

클라이언트가 아이디, 패스워드와 같은 정보를 서버에게 전송하기 전에 session key 값을 이용하여 대칭키 방식으로 암호화한다.

서버도 session key 값을 알고 있기 때문에 암호화된 정보를 복호화할 수 있다.

대칭키와 공개키를 조합해서 사용하는 이유?

• 공개키 방식은 많은 컴퓨팅 파워를 사용한다. 만약 공개키를 그대로 사용하면 많은 접속이 몰리는 서버는 매우 큰 비용을 지불해야 한다.
• 반대로 대칭키 방식은 암호를 푸는 열쇠인 대칭키를 상대에게도 전송해야 하는데, 암호화 되지 않은 인터넷을 통해서 키를 전송하는 것은 위험하다.
• 따라서 속도는 느려도 데이터를 안전하게 주고 받을 수 있는 공개키 방식으로 대칭키를 암호화하고, 실제 데이터를 주고 받을 때는 대칭키를 이용한다.

 

세션 종료

데이터의 전송이 끝나면 SSL 통신이 끝났음을 서로에게 알려준다. 이 때 통신에서 사용한 대칭키(session key)를 폐기한다.

세션의 수립과 종료는 아주 짧은 시간에 일어나기 때문에, 그동안 암호가 해독된다고 해도 대칭키는 이미 폐기된 상태이다.