쿠키(Cookie) 세션(Session)

쿠키, 세션의 개념과 차이를 설명해보세요

쿠키와 세션은 HTTP의 특성인 비연결성과 무상태의 특징으로 인한 약점을 보완하기 위해 쿠키와 세션을 사용합니다. 만약 쿠키와 세션을 사용하지 않는다면 물건을 구입하려 할 때 계속 로그인을 해야하는 문제가 발생할 수 있습니다. 쿠키와 세션이 있다면 로그인한 뒤 사용자에 대한 인증을 유지하게 됩니다. 쿠키는 클라이언트(브라우저)에 저장되어 키와 값이 들어있는 작은 데이터 파일입니다. 사용자 인증에 대한 유효시간을 설정할 수 있으며 브라우저가 종료되어도 인증이 유지된다는 특징이 있습니다. 쿠키의 장점으로는 기존 로그인 정보가 사용되기 때문에 인증을 위한 추가적인 데이터 저장이 필요합니다. 또한 서버가 아닌 클라이언트에 위치하기 때문에 속도가 세션에 비해서 빠릅니다. 하지만 보안상으로 취약한 단점이 있습니다. 사용자의 주요 정보를 매번 요청에 담기 때문에 쿠키 정보를 쉽게 변경 삭제가 가능하고 가로채기 당할 수 있습니다. 또한 쿠키 사이즈가 커질수록 네트워크 부하가 심해집니다. 쿠키는 쇼핑몰의 장바구니 기능이나 자동로그인 팝업 다시보지 않음 체크 등에 이용되고 있습니다. 세션은 쿠키를 기반하고 있지만 서버 측에서 관리하고 있습니다. 서버에서는 클라이언트를 구분하기 위해 세션 ID를 부여하여 웹 브라우저가 서버에 접속해서 브라우저를 종료할때까지 인증상태를 유지합니다. 접속 시간에 제한을 두어 일정시간 응답이 없다면 정보가 유지되지 않게 설정이 가능합니다. 사용자에 대한 정보를 서버에 두기때문에 쿠키보다 보안에 좋지만 사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 됩니다. 서버에 과부하를 주는 원인이 될 수 있습니다. 세션은 주로 로그인에서 사용됩니다.

SpringSecurity와 인증, 인가, JWT의 구조, 동작 과정

앞선 spring security, jwt에서 쿠키와 세션에 대해 알아본적 있는데 쿠키와 세션을 좀 더 자세히 알아보고자 한다.

 

HTTP의 특징

Http 프로토콜은 두가지 특성을 가지고 있는데 비연결성(Connectionless)와 무상태(Stateless)로 이루어져있습니다.

 

비연결성(Connectionless)

• 서버와 클라이언트가 연결되어있지 않습니다.
• 그 이유는 리소스를 절약하기 위해서이고, 만약 서버와 클라이언트가 실제로 계속 연결이 되어있다면 서버의 비용이 기하급수적으로 늘어나기 때문에 비연결성을 유지합니다.
• 그래서 리소스를 절약하기 위해 서버는 실제로 하나의 요청에 하나의 응답을 내리고 연결을 끊어버리고 있다고 생각하면 됩니다.

무상태(Stateless)

• 서버가 클라이언트의 상태를 저장하지 않는다는 것입니다.
• 연결을 끊는 순간 클라이언트와 서버의 통신이 끝나며 상태 정보는 유지하지 않는 특성이 있습니다.
• 기존의 상태를 저장하는 것들도 마찬가지로 서버의 비용과 부담을 증가시키는 것이기 때문에 기존의 상태가 없다고 가정하는 프로토콜을 이용해 구현되어 있습니다.
• 실제로 서버는 클라이언트가 직전에 혹은 그 전에 어떠한 요청을 보냈는지 관심도 없고 전혀 알지 못합니다.

---

쿠키와 세션을 사용하는 이유

그렇기 때문에 HTTP의 특성 때문에 약점을 보완하기 위해 쿠키 또는 세션을 사용합니다.

만약 쿠키와 세션이 없다면 다음과 같은 상황이 생길 수 있습니다.

 

쇼핑몰에서 옷을 구매하려고 로그인을 했음에도, 페이지를 이동할 때마다 계속 로그인을 해야 합니다.

하지만 쿠키와 세션을 사용했을 경우, 한 번 로그인을 하면 어떠한 방식에 의해서 그 사용자에 대한 인증을 유지하게 됩니다.

 

쿠키(Cookie)

쿠키란?

• 쿠키는 클라이언트(브라우저) 로컬에 저장되는 키와 값이 들어있는 작은 데이터 파일입니다.
• 사용자 인증이 유효한 시간을 명시할 수 있으며, 유효 시간이 정해지면 브라우저가 종료되어도 인증이 유지된다는 특징이 있습니다.
• 쿠키는 클라이언트의 상태 정보를 로컬에 저장했다가 참조합니다.
• 클라이언트에 300개까지 쿠키 저장 가능, 하나의 도메인당 20개의 값만 가질 수 있습ㄴ비다. 하나의 쿠키값은 4KB까지 저장가능합니다.
• Response Header에 Set-Cookie 속성을 사용하면 클라이언트에 쿠키를 만들 수 있습니다.
• 쿠키는 사용자가 따로 요청하지 않아도 브라우저가 Request시에 Request Header를 넣어서 자동으로 서버에 저장합니다.

쿠키의 장점

• 기존 로그인 정보를 사용하기 때문에 인증을 위한 추가적인 데이터 저장이 필요합니다.
• 쿠키는 서버가 아닌 클라이언트 웹 브라우저에 위치한다.

쿠키의 단점

• 사용자의 주요 정보를 매번 요청에 담기 때문에 보안상 문제가 있다.
• 클라이언트에서 쿠키 정보를 쉽게 변경, 삭제할 수 있고 가로채기 당할 수 있다.
• 쿠키 사이즈가 커질수록 네트워크 부하가 심해진다.

쿠키의 구성요소

• Name(이름) : 쿠키를 구별하는데 사용되는 키(중복불가)
• Value(값) : 쿠키의 값
• Domain(도메인) : 쿠키가 저장된 도메인
• Path(경로) : 쿠키가 사용되는 경로
• Expires(만료기한) : 쿠키의 만료기한

쿠키의 동작 방식

• 클라이언트가 페이지를 요청
• 서버에서 쿠키를 생성
• HTTP 헤더에 쿠키를 포함시켜 응답
• 브라우저가 종료되어도 쿠키 만료 기간이 있다면 클라이언트에서 보관하고 있음
• 같은 요청을 할 경우 HTTP 헤더에 쿠키를 함께 보냄
• 서버에서 쿠키를 읽어 이전 상태 정보를 변경 할 필요가 있을 때 쿠키를 업데이트 하여 변경된 쿠키를 HTTP 헤더에 포함시켜 응답

로그인 시 쿠키 인증 방식

서버가 '특정 유저가 로그인 되었다'는 상태를 저장하는 방식 인증과 관련된 아주 약간의 정보만 서버에 가지게 됩니다.

인증과 관련된 최소한의 정보만 저장해서 로그인을 유지시킨다는 개념입니다.

• 사용자가 로그인 요청을 보냅니다.
• 서버는 DB의 유저 테이블을 뒤져서 아이디 비밀번호를 대조하여 사용자를 확인
• 사용자가 로그인을 하면, 서버는 ID, PW 정보를 쿠키에 담아 브라우저로 다시 보냅니다.
• 이후 브라우저가 요청할때마다 로그인 정보가 담긴 쿠키를 함께 서버로 보냅니다. 브라우저에서 매번 요청할때마다 서버 입장에서는 로그인 정보가 담긴 쿠키를 받게 됩니다.

쿠키 사용의 예

• 방문 사이트에서 로그인 시, "아이디와 비밀번호를 저장하시겠습니까?"
• 쇼핑몰의 장바구니 기능
• 자동로그인, 팝업에서 "오늘 더 이상 이 창을 보지 않음" 체크

---

세션(Session)

세션이란?

• 세션은 쿠키를 기반하고 있지만, 사용자 정보 파일을 브라우저에 저장하는 쿠키와 달리 세션은 서버 측에서 관리합니다.
• 서버에서는 클라이언트를 구분하기 위해 세션 ID를 부여하며 웹 브라우저가 서버에 접속해서 브라우저를 종료할때까지 인증상태를 유지합니다.
• 물론 접속 시간에 제한을 두어 일정시간 응답이 없다면 정보가 유지되지 않게 설정이 가능합니다.
• 사용자에 대한 정보를 서버에 두기 때문에 쿠키보다 보안에 좋지만, 사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 됩니다.
• 즉 동접자 수가 많은 웹사이트인 경우 서버에 과부하를 주게 되므로 성능 저하의 요인이 됩니다.
• 클라이언트가 Request를 보내면, 해당 서버의 엔진이 클라이언트에게 유일한 ID를 부여하는데 이것이 세션 ID입니다.

세션의 동작 방식

• 클라이언트가 서버에 접속 시 세션 ID를 발급 받음
• 클라이언트는 세션 ID에 대해 쿠키를 사용해서 저장하고 가지고 있음
• 클라이언트는 서버에 요청할 때, 이 쿠키의 세션 ID를 같이 서버에 전달해서 요청
• 서버는 세션 ID를 전달 받아서 별다른 작업없이 세션 ID로 세션에 있는 클라이언트 정보를 가져와서 사용
• 클라이언트 정보를 가지고 서버 요청을 처리하여 클라이언트에게 응답

세션의 특징

• 각 클라이언트에게 고유 ID를 부여한다.
• 세션 ID로 클라이언트를 구분해서 클라이언트의 요구에 맞는 서비스를 제공
• 보안면에서 쿠키보다 우수
• 사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 됨

세션의 사용 예

• 로그인 같이 보안상 중요한 작업을 수행할 때 사용

---

쿠키와 세션의 차이

• 쿠키와 세션은 비슷한 역할을 하며, 동작원리도 비슷합니다. 그 이유는 세션도 결국 쿠키를 사용하기 때문입니다.
• 가장 큰 차이점은 사용자의 정보가 저장되는 위치입니다.
  • 쿠키는 서버의 자원을 전혀 사용하지 않으며
  • 세션은 서버의 자원을 사용합니다.
• 보안 면에서 세션이 더 우수하며, 요청 속도는 쿠키가 세션보다 더 빠릅니다. 그 이유는 세션은 서버의 처리가 필요하기 때문입니다.
• 보안, 쿠키는 클라이언트 로컬에 저장되기 때문에 변질되거나 request에서 스니핑 당할 우려가 있어서 보안에 취약하지만 세션은 쿠키를 이용해서 sessionid만 저장하고 그것으로 구분해서 서버에서 처리하기 때문에 비교적 보안성이 좋습니다.
• 라이프 사이클, 쿠키도 만료시간이 있지만 파일로 저장되기 때문에 브라우저를 종료해도 계속해서 정보가 남아 있을 수 있습니다. 또한 만료기간을 넉넉하게 잡아두면 쿠키삭제를 할 때까지 유지될 수도 있습니다.
• 반면에 세션도 만료시간을 정할 수 있지만 브라우저가 종료되면 만료시간에 상관없이 삭제됩니다. 예를 들어, 크롬에서 다른 탭을 사용해도 세션이 공유됩니다. 다른 브라우저를 사용하게 되면 다른 세션을 사용할 수 있습니다.
• 속도, 쿠키에 정보가 있기 때문에 서버에 요청시 속도가 빠르고 세션은 서버에 있기 때문에 처리가 요구되어 비교적 느린 속도를 가집니다.

표로 다시 정리를 해보겠습니다.

	쿠키(Cookie)	세션(Session)
	클라이언트에 저장될 목적으로 생성한 작은 정보를 담은 파일	서버에 일정시간 동안 클라이언트 상태를 유지하기 위해 사용
저장 위치	클라이언트(웹 브라우저)	웹 서버
요청 속도	쿠키가 더 빠름	세션은 서버의 처리가 필요하기 때문에 쿠키보다 느림
보안	취약 (클라이언트에서 쿠키 정보를 쉽게 변경, 삭제 및 가로채기 당할 수 있음)	비교적 안전 (서버에 저장되기 때문에 상대적으로 안전)
만료시점	쿠키 저장 시 만료일시 설정 가능 (브라우저 종료시도 유지 가능)	다음 조건 중 하나가 만족될 경우 만료됨 1. 브라우저 종료 시까지 2. 클라이언트 로그아웃시까지 3. 서버에 설정한 유지시간까지 해당 클라이언트의 재요청이 없는 경우
용량 제한	브라우저 별로 다름(크롬 기준) - 하나의 도메인 당 180개 - 하나의 쿠키당 4KB(= 4096byte)	개수 제한 없음 (단, 세션 저장소 크키 이상 저장 불가능)
사용 예	- 방문 사이트에서 로그인 시, "아이디와 비밀번호를 저장하시겠습니까?" - 쇼핑몰의 장바구니 기능 - 자동로그인, 팝업에서 "오늘 더 이상 이 창을 보지 않음" 체크, 쇼핑몰의 장바구니	- 로그인 같이 보안상 중요한 작업을 수행할 때 사용

---

세션이 아닌 쿠키를 사용하는 이유

세션의 서버의 자원을 사용하기 때문에 무분별하게 만들다보면 서버의 메모리가 감당할 수 없어질 수가 있고 속도가 느려질 수 있기 때문에 쿠키가 유리한 경우가 있다.

 

쿠키/세션은 다릅니다.

• 캐시는 이미지나 css, js파일 등을 브라우저나 서버 앞 단에 저장해놓고 사용하는 것입니다.
• 한 번 캐시가 저장되면 브라우저를 참고하기 때문에 서버에서 변경이 되어도 사용자는 변경되지 않게 보일 수 있는데 이런 부분을 캐시를 지워주거나 서버에서 클라이언트로 응답을 보낼 때 header에 캐시 만료시간을 명시하는 방법등을 이용할 수 있습니다.
• 라이프사이클이 다릅니다.
  • 쿠키 : 만료시간에 따라 브라우저를 종료해도 계속해서 남아있을 수 있습니다.
  • 세션 : 만료시간을 정할 수 있지만 브라우저가 종료되면 만료시간에 상관없이 삭제됩니다.