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HTTP와 TLS 간단 정리

HTTP 기본 통신 과정

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    participant Client
    participant Server

    Client->>Server: TCP 3-way Handshake (SYN, SYN-ACK, ACK)
    Client->>Server: HTTP Request (GET /index.html)
    Server-->>Client: HTTP Response (200 OK, HTML Content)
    Client->>Server: Additional Requests (CSS, JS, Images)
    Server-->>Client: Additional Responses
    Client->>Server: Keep-Alive or Connection Close
- TCP 3-way Handshake: 클라이언트와 서버 간 TCP 연결 수립 - HTTP Request/Response: 요청한 웹 페이지 데이터를 주고받음 - Keep-Alive: HTTP/1.1에서는 TCP 연결을 유지하여 성능 개선

HTTPS 적용 시 변경되는 과정

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    participant Client
    participant Server

    Client->>Server: TCP 3-way Handshake
    Client->>Server: TLS Handshake (ClientHello)
    Server-->>Client: ServerHello + Certificate
    Client->>Server: Key Exchange + Finished
    Server-->>Client: Finished (Encrypted)
    Client->>Server: Encrypted HTTP Request
    Server-->>Client: Encrypted HTTP Response
  • TLS Handshake 추가: 서버 인증서 확인 및 세션 키 교환
  • 데이터 암호화 적용: 이후의 HTTP 요청과 응답이 암호화됨

HTTP 버전별 차이점

HTTP 버전 TCP 세션 개수 특징 TLS 적용 시 차이점
HTTP/1.1 여러 개 (보통 6개) Keep-Alive 지원, 동시 요청 불가 TCP 세션별 TLS 핸드셰이크 필요 (부하 증가)
HTTP/2 1개만 사용 멀티플렉싱 지원, 헤더 압축(HPACK) 1개의 TLS 핸드셰이크만 필요 (성능 향상)
HTTP/3 1개만 사용 (UDP 기반) QUIC 사용, 0-RTT 지원 TCP 핸드셰이크 없음, TLS 내장 (최적화됨)
  • HTTP/3는 UDP 기반이므로 Keep-Alive 개념이 없음, TLS 1.3 필수 적용됨 → 핸드셰이크 속도가 빠름

TLS 버전별 차이점

TLS 버전 핸드셰이크 RTT 암호화 방식 특징
TLS 1.0 / 1.1 2-RTT CBC 모드 지원 보안 취약, 지원 중단
TLS 1.2 2-RTT AES-GCM, SHA-256 지원 RSA 키 교환 가능, PFS 선택적 적용
TLS 1.3 1-RTT, 0-RTT AES-GCM, ChaCha20 PFS 강제 적용, 0-RTT 지원
  • TLS 1.3에서는 0-RTT를 통해 세션 복구 속도를 대폭 개선
  • TLS 1.2는 RSA 기반 키 교환을 지원하지만, TLS 1.3에서는 (EC)DHE 또는 PSK 기반 키 교환만 사용(정적 RSA 키 교환 제거)

TLS 1.3에서 0-RTT(Zero-RTT) 동작 원리

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    participant Client
    participant Server

    Client->>Server: ClientHello + Early Data (0-RTT)
    Server-->>Client: ServerHello + Finished
    Server-->>Client: Processing Early Data
    Client->>Server: Secure HTTP Request
    Server-->>Client: Secure HTTP Response
  • 0-RTT(Zero-RTT): 과거 TLS 세션 정보를 활용하여 핸드셰이크 없이 즉시 데이터 전송
  • 보안 이슈: 리플레이 공격 가능성이 있음 → 서버에서 제한적으로 허용

프리마스터 키(Pre-Master Secret)와 세션 키의 차이

개념 설명
프리마스터 키 클라이언트가 생성하여 서버로 전송하는 임시 키
어떻게 사용됨? 서버가 복호화하여 Master Secret 생성, 이후 세션 키 유도
세션 키(Session Key) 최종적으로 데이터를 암호화하는 키
TLS 1.2와 TLS 1.3 차이점 TLS 1.2는 RSA 기반 전달 가능, TLS 1.3은 ECDHE로 협상
  • 프리마스터 키는 한 번 사용되며, 이후 모든 암호화는 세션 키로 수행

TLS 1.2에서 ECDHE 사용 시 단점

단점 설명
CPU 부하 증가 임시 키 생성·서명 연산 추가 (정적 RSA 키 교환 대비)
세션 키 자체 재사용 불가 임시 키라 세션 키 재사용은 불가하나 session ID/ticket 재개는 정상 동작
메모리 사용 증가 클라이언트별 임시 키 저장 필요
  • TLS 1.3에서는 키 교환 과정을 최적화하여 이러한 단점을 해결함