[WEB] 쿠키(Cookie)와 세션(Session) 이해하기

 반복되는 작업은 줄일수록 좋다. 자주 사용하는 웹사이트에 들어갈 때마다 매번 로그인해야 한다면 웹사이트를 이용하는 것이 스트레스일 것이다. 때문에 이러한 정보는 한 번 작성하거나 사용한 뒤에는 반복적으로 작업하지 않도록 저장해 두는 것이 효율적이다.

 웹 환경에서는 이처럼 반복적으로 사용되는 데이터나 정보를 종류와 특성에 맞게 저장하고 재활용하기 위해 여러 방식을 사용한다. 웹 생태계를 파악하는 데 큰 도움이 되는 쿠키와 세션에 대해 정리하기 위해 이번 글을 작성한다.

 

1. HTTP의 특징과 쿠키와 세션을 사용하는 이유

HTTP 프로토콜의 특성이자 약점을 보완하기 위해서 쿠키 또는 세션을 사용한다.

 

기본적으로 HTTP 프로토콜 환경은 "connectionless, stateless"한 특성을 가지기 때문에 서버는 클라이언트가 누구인지 매번 확인해야 한다. 이 특성을 보완하기 위해서 쿠키와 세션을 사용한다.

Connectionless (비연결성)

- 클라이언트가 요청을 한 후 응답을 받으면 그 연결을 끊어버리는 특징 - HTTP는 먼저 클라이언트가 request를 서버에 보내면, 서버는 클라이언트에게 요청에 맞는 response를 보내고 접속을 끊는 특성이 있다. - 헤더에 keep-alive라는 값을 줘서 커넥션을 재활용하는데 HTTP1.1에서는 이것이 디폴트다. - HTTP가 TCP위에서 구현되었기 때문에(TCP는 연결지향, UDP는 비연결지향) 네트워크 관점에서 keep-alive는 옵션으로 connectionless의 연결비용을 줄이는 것을 장점으로 비연결지향이라 한다.

Stateless (무상태)

- 통신이 끝나면 상태를 유지하지 않는 특징 - 연결을 끊는 순간 클라이언트와 서버의 통신이 끝나며 상태 정보는 유지하지 않는 특성이 있다. - 쿠키와 세션은 위의 두 가지 특징을 해결하기 위해 사용한다. - 예를 들어 쿠키와 세션을 사용하지 않으면 쇼핑몰에서 옷을 구매하려고 로그인을 했음에도, 페이지를 이동할 때 마다 계속 로그인을 해야 한다. - 쿠키와 세션을 사용했을 경우, 한 번 로그인을 하면 어떠한 방식에 의해서 그 사용자에 대한 인증을 유지하게 된다.

 

 

2. 브라우저에 저장되는 정보 : 쿠키 🍪

 웹 서핑을 하면서 어떤 사이트에 들어가면 쿠키를 설정하라는 문구를 본 적 있을 것이다. 이 쿠키 때문에 쇼핑 사이트에 로그인하지 않아도 장바구니에 물건을 담아두거나 검색 기록에서 이전에 입력했던 검색어들을 찾아볼 수 있다. 나의 웹 서핑 내역이 마케팅과 광고에 활용되는 것도 쿠키를 통해 이뤄지는 일이다. 

 

 사용자는 브라우저의 설정 화면이나 개발자 도구에서 쿠키를 확인하고 수정, 삭제할 수 있다. 다만 쿠키는 당사자뿐만 아니라 제 3자가 조회하는 것도 가능하기 때문에 개인 정보를 담은 내용이나 보안상 민감한 정보를 저장하는 데에는 적합하지 않다. 따라서 혹여 남에게 탈취되거나 사용자에 의해 조작되어도 크게 문제되지 않을 정보를 브라우저에 저장함으로써 웹사이트 이용을 편리하게 해주는 것이 쿠키이다. 예를 들어 자주 보는 웹툰 목록이나 웹 페이지의 다크모드 설정 여부 등과 같은 간단한 정보 등이 있다.

더 깊게 : 쿠키란?

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

 

쿠키의 구성 요소

• 이름 : 각각의 쿠키를 구별하는 데 사용되는 이름
• 값 : 쿠키의 이름과 관련된 값
• 유효시간 : 쿠키의 유지시간
• 도메인 : 쿠키를 전송할 도메인
• 경로 : 쿠키를 전송할 요청 경로

 

쿠키의 동작 방식

1. 클라이언트가 페이지를 요청
2. 서버에서 쿠키를 생성
3. HTTP 헤더에 쿠키를 포함시켜 응답
4. 브라우저가 종료되어도 쿠키 만료 기간이 있다면 클라이언트에서 보관하고 있음
5. 같은 요청을 할 경우 HTTP 헤더에 쿠키를 함께 보냄
6. 서버에서 쿠키를 읽어 이전 상태 정보를 변경 할 필요가 있을 때 쿠키를 업데이트하여 변경된 쿠키를 HTTP 헤더에 포함시켜 응답

 

쿠키의 사용 예시

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

 

3. 서버가 나를 알아보는 방법 : 세션 🧐

 웹사이트에 아이디와 비밀번호를 입력해서 로그인하면 해당 사이트의 회원에게만 허용된 기능들을 사용할 수 있다. 마이페이지를 클릭해서 내 정보를 볼 수도 있고, 회원 전용 게시판의 글쓰기 버튼을 클릭해서 질문을 남기거나 리뷰를 쓸 수도 있다.

 

 문제는 이와 같은 클릭 하나하나는 매번 서버에게 새로 보내는 익명 편지와도 같아서 사이트에 로그인을 하는 등의 이전 행동들과 연결되어 있지 않다는 것이다. 다시 말해 서버는 아이디와 비밀번호를 입력해 로그인에 성공한 사용자와 로그인한 다음 마이페이지 버튼을 누른 사용자가 동일 인물임을 알지 못한다는 것이다. 그렇기 때문에 사용자가 사이트에 로그인한 상태라는 점을 서버에 인증하지 못하면 클릭을 할 때마다 반복해서 아이디와 비밀번호를 서버에 제공해야 한다. 이런 번거로움을 해결하기 위해 사용하는 것이 바로 세션인 것이다.

 사용자가 사이트에 한 번 로그인하면 유효기간이 끝날 때까지 더 이상 아이디와 비밀번호를 입력하지 않아도 되도록 사용자가 이미 서버로부터 인증받았음을 증명해 주는 세션이라는 증서가 필요하다. 사용자가 서버에 올바른 아이디와 비밀번호로 로그인에 성공하면 서버는 세션 아이디라는 데이터를 만든다. 보통은 '2sd98dbawix4'와 같은 식으로 알파벳과 숫자가 혼합된 형식을 갖고 있다. 서버는 영화관에서 티켓을 보관용 부분만 찢어 건네주듯 세션 아이디를 사용자에게 전달하고, 메모리에 아이디 사본을 어떤 사용자의 것인지 적어서 보관한다.

 

 사용자는 서버로부터 받은 세션 아이디를 쿠키로 저장한 다음 앞으로의 모든 요청에 함께 전달한다. 친구 목록을 볼 때, 댓글을 작성하거나 삭제할 때, 구매한 상품 내역을 볼 때도 서버에게 세션 아이디를 적은 편지를 보낸다.

 서버는 사용자에게서 친구 목록을 보겠다는 요청을 받으면 그 편지에 세션 아이디가 적혀있는지를 확인한다. 아이디가 있다면 서버가 보관하고 있는 세션 아이디 중에 동일한 정보가 있는지 찾아보고 그것이 누구의 계정인지도 알아낸다. 그렇게 편지를 보낸 사람이 누구인지 파악한 다음 해당 사용자의 친구 목록을 보내주는 것이다. 즉 세션은 로그인 여부 등 사용자와 서버의 관계가 기억되어 보존되고 있는 상태를 말한다.

 

더 깊게 : 세션이란?

• 세션은 쿠키를 기반으로 하고 있지만, 사용자 정보 파일을 브라우저에 저장하는 쿠키와 달리 세션은 서버 측에서 관리한다.
• 서버에서 클라이언트를 구분하기 위해 세션 ID를 부여하며 웹 브라우저가 서버에 접속해서 브라우저를 종료할 때까지 인증상태를 유지한다.
• 물론 접속 시간에 제한을 두어 일정 시간 응답이 없다면 정보가 유지되지 않게 설정이 가능하다.
• 사용자에 대한 정보를 서버에 두기 때문에 쿠키보다 보안에 좋지만, 사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 된다.
• 즉 동접자 수가 많은 웹 사이트인 경우 서버에 과부하를 주게 되므로 성능 저하의 요인이 된다.
• 클라이언트가 Request를 보내면, 해당 서버의 엔진이 클라이언트에게 유일한 ID를 부여하는 데 이것이 세션 ID이다.

 

세션의 동작 방식

1. 클라이언트가 서버에 접속 시 세션 ID를 발급 받음
2. 클라이언트는 세션 ID에 대해 쿠키를 사용해서 저장하고 가지고 있음
3. 클라이언트는 서버에 요청할 때, 이 쿠키의 세션 ID를 같이 서버에 전달해서 요청
4. 서버는 세션 ID를 전달받아서 별다른 작업 없이 세션 ID로 세션에 있는 클라이언트 정보를 가져와서 사용
5. 클라이언트 정보를 가지고 서버 요청을 처리하여 클라이언트에게 응답

 

세션의 특징

• 각 클라이언트에게 고유 ID를 부여
• 세션 ID로 클라이언트를 구분해서 클라이언트의 요구에 맞는 서비스를 제공
• 보안 면에서 쿠키보다 우수
• 사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 됨

 

세션의 사용 예시

• 로그인 같이 보안상 중요한 작업을 수행할 때 사용

 

4. 쿠키와 세션의 차이

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

 

5. 세션을 사용하면 좋은데 왜 쿠키를 사용할까?

 세션은 서버의 자원을 사용하기 때문에 무분별하게 만들다 보면 서버의 메모리가 감당할 수 없어질 수가 있고 속도가 느려질 수 있기 때문에 쿠키가 유리한 경우가 있다.

 

 

 

 

 

출처 / 참고

https://hongong.hanbit.co.kr/%EC%99%84%EB%B2%BD-%EC%A0%95%EB%A6%AC-%EC%BF%A0%ED%82%A4-%EC%84%B8%EC%85%98-%ED%86%A0%ED%81%B0-%EC%BA%90%EC%8B%9C-%EA%B7%B8%EB%A6%AC%EA%B3%A0-cdn/

완벽 정리! 쿠키, 세션, 토큰, 캐시 그리고 CDN

https://interconnection.tistory.com/74

쿠키와 세션 개념