SSL/TLS - 보안 & 프라이버시 > 암호학 | AI Insight Note

SSL(Secure Sockets Layer) / TLS(Transport Layer Security)는 인터넷 통신을 암호화하는 보안 프로토콜이다. HTTPS, 이메일, VPN 등 네트워크 보안의 핵심 기반 기술로, 공개키 암호화와 대칭키 암호화를 결합해 효율적이고 안전한 통신을 제공한다. SSL은 현재 사용 중단되었고, 후속인 TLS가 표준이다.

SSL vs TLS 역사

버전	연도	상태
SSL 2.0	1995	사용 중단 (취약점)
SSL 3.0	1996	사용 중단 (POODLE 취약점)
TLS 1.0	1999	사용 중단 권고
TLS 1.1	2006	사용 중단 권고
TLS 1.2	2008	현재 널리 사용
TLS 1.3	2018	현재 권장 표준

TLS 핸드셰이크 (TLS 1.3)

클라이언트                          서버
    │                                │
    │── ClientHello ────────────────>│  지원 암호화, 랜덤값
    │                                │
    │<─ ServerHello ─────────────────│  선택된 암호화
    │<─ Certificate ─────────────────│  서버 인증서(공개키)
    │<─ ServerHelloDone ─────────────│
    │                                │
    │  (인증서 검증: CA 서명 확인)      │
    │                                │
    │── 키 교환 (ECDHE) ─────────────>│  공개키로 암호화
    │── ChangeCipherSpec ────────────>│
    │── Finished ────────────────────>│
    │                                │
    │<─ ChangeCipherSpec ─────────────│
    │<─ Finished ─────────────────────│
    │                                │
    │   ←── 암호화된 HTTP 데이터 ──→  │

암호화 방식

TLS는 두 가지 암호화를 조합한다.

단계	방식	이유
핸드셰이크	비대칭키 (RSA, ECDHE)	안전하게 키 교환
데이터 전송	대칭키 (AES, ChaCha20)	빠른 대량 데이터 암호화

비대칭키 암호화

공개키: 누구에게나 공개 (암호화)
개인키: 서버만 보유 (복호화)

클라이언트: 서버 공개키로 세션키 암호화 → 전송
서버:       자신의 개인키로 복호화 → 세션키 획득
이후:       세션키(대칭키)로 빠르게 통신

X.509 인증서

서버의 신원을 CA(Certificate Authority)가 보증하는 디지털 문서.

인증서 내용:
  - 도메인: example.com
  - 공개키: RSA 2048bit or ECDSA 256bit
  - 유효 기간: 2024-01-01 ~ 2025-01-01
  - 발급 CA: Let's Encrypt / DigiCert / ...
  - CA 서명 (무결성 보증)

인증서 체인

루트 CA (최상위, 브라우저에 내장)
    └── 중간 CA (Intermediate)
            └── 서버 인증서 (example.com)

브라우저는 루트 CA까지 체인을 따라가며 신뢰를 검증한다.

주요 암호화 알고리즘

종류	알고리즘	용도
키 교환	ECDHE, DHE	세션키 협상
인증	RSA, ECDSA	서버 신원 증명
대칭 암호화	AES-GCM, ChaCha20-Poly1305	데이터 암호화
해시	SHA-256, SHA-384	무결성 검증

HTTPS 인증서 발급 (Let's Encrypt)

bash

# certbot으로 무료 TLS 인증서 발급
certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

# 자동 갱신 (90일 유효기간)
certbot renew --quiet

보안 취약점

취약점	대상	설명
POODLE	SSL 3.0	CBC 패딩 오라클 공격
BEAST	TLS 1.0	CBC 블록 암호 공격
Heartbleed	OpenSSL	버퍼 오버리드 메모리 노출
CRIME/BREACH	압축 사용 시	압축+암호화 결합 공격

→ TLS 1.3 사용으로 대부분 해결.

블록체인과 TLS

Web3 dApp도 RPC 통신은 HTTPS/TLS로 보호된다.

MetaMask → Infura API: HTTPS (TLS 1.3)
블록 익스플로러: HTTPS
스마트 컨트랙트 ABI 다운로드: HTTPS

HSTS (HTTP Strict Transport Security)

브라우저가 해당 도메인에 항상 HTTPS로만 접속하도록 강제하는 HTTP 응답 헤더.

Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubDomains; preload

•max-age: HSTS 적용 기간 (초)
•includeSubDomains: 서브도메인에도 적용
•preload: 브라우저 내장 HSTS 목록에 등록

효과: 최초 HTTP 요청을 HTTPS로 자동 리다이렉트, SSL Stripping 공격 방지.

OCSP 스테이플링 (OCSP Stapling)

인증서 유효성을 실시간으로 확인하는 방법.

•기존 OCSP: 클라이언트가 CA의 OCSP 서버에 직접 요청 → 지연, 프라이버시 문제
•OCSP 스테이플링: 서버가 CA로부터 OCSP 응답을 미리 받아 TLS 핸드셰이크 시 클라이언트에게 전달 → 빠르고 프라이버시 보호

Certificate Transparency (CT)

CA가 발급한 모든 인증서를 공개 로그에 기록하는 체계. 악의적 인증서 발급 감지에 활용된다.

참고문헌

•RFC 8446 — The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.3
•Rescorla, E. (2001). SSL and TLS: Designing and Building Secure Systems
•OWASP TLS Cheat Sheet

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