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TLS란 무엇인가?

많은 사람들이 인터넷을 사용할 때, 브라우저 주소창 옆의 작은 자물쇠 아이콘( 🔒 )을 본 적이 있을 겁니다. 혹은 주소창에 나타난 https://라는 주소를 본 적도 있을 겁니다. 그런데 과연 이 HTTPS는 정확히 어떤 의미를 가지고 있을까요? 자물쇠가 달려있는 이 작은 표시는 TLS(Transport Layer Security)라는 보안 프로토콜이 적용되어 있음을 의미합니다.


인터넷 초창기에는 웹사이트들이 주로 일반적인 HTTP 프로토콜로만 데이터를 주고받았습니다. 하지만 HTTP는 암호화되지 않은 상태로 데이터를 전송하기 때문에, 공격자가 데이터를 쉽게 도청하거나 변조할 수 있다는 치명적인 약점이 있었습니다. 이를 해결하기 위해 만들어진 것이 바로 TLS입니다. 이 글에서는 TLS가 정확히 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 그리고 왜 꼭 필요한지에 대해 알아봅시다.

HTTP의 한계와 TLS가 필요한 이유

우리가 웹사이트에 로그인하거나 결제를 할 때 개인정보나 카드 정보를 입력합니다. 만약 이 정보가 인터넷상에 그대로 노출된다면 큰 문제가 생기겠죠. 바로 이러한 문제 때문에 암호화가 필요하고, 이 역할을 해주는 것이 TLS입니다.


TLS는 데이터를 전송하기 전에 안전한 통신 채널을 생성합니다. 이 덕분에 클라이언트와 서버 간 통신이 암호화되므로, 제3자가 통신 내용을 중간에서 훔쳐 보거나 조작하는 것이 사실상 불가능해집니다. 이렇게 TLS를 적용한 프로토콜을 흔히 HTTPS라고 부릅니다.


현대적인 웹서비스에서 TLS는 선택이 아닌 필수가 되었고, Google과 같은 검색 엔진들은 HTTPS를 사용하는 웹사이트를 우선적으로 상위에 노출하기 때문에 SEO 측면에서도 매우 중요하다고 할 수 있습니다.

TLS의 원리 쉽게 이해하기

TLS는 크게 다음 두 가지의 핵심 역할을 수행합니다.

  • 암호화(Encryption): 전송되는 데이터를 암호화하여 데이터를 도청하거나 변조할 수 없게 합니다.
  • 인증(Authentication): 접속한 서버가 실제로 믿을 수 있는 서버인지를 확인하여 위조된 서버가 아닌 것을 보장합니다.

이를 위해 TLS는 다음과 같은 간단한 흐름을 통해 보안을 유지합니다.

  1. 클라이언트가 서버에 접속할 때, 클라이언트는 TLS 핸드셰이크(TLS Handshake)를 요청합니다.
  2. 서버는 공개 키와 인증서를 클라이언트에게 전달합니다.
  3. 클라이언트는 이 인증서를 신뢰할 수 있는 인증기관(Certificate Authority)을 통해 검증하고, 인증이 성공하면 암호화 통신을 위한 키 교환을 진행합니다.
  4. 이후 모든 데이터 통신은 암호화된 상태로 이루어지며, 외부에서 내용을 파악할 수 없습니다.

TLS와 SSL, 어떤 차이가 있을까?

간혹 TLS 대신 SSL이라는 용어를 들어본 분도 많으실 겁니다. SSL(Secure Socket Layer)은 TLS의 이전 버전으로, SSL 3.0 이후에 TLS라는 이름으로 변경되었습니다. 현재 우리가 사용 중인 SSL 인증서는 정확히는 TLS 인증서라고 생각하면 됩니다. 기술적으로 TLS는 SSL의 진화된 형태이지만, 여전히 많은 사람들이 SSL이라는 용어를 TLS의 의미로 혼용하여 사용하고 있습니다.


최근에는 SSL이 가진 보안 취약점 때문에 SSL 사용이 권장되지 않으며, 반드시 TLS 최신 버전(TLS 1.2 이상)을 사용해야 합니다.

TLS 설정 시 주의할 점 (실무 적용 사례)

TLS를 설정할 때는 몇 가지 주의해야 할 사항들이 있습니다.

  • 인증서 갱신: TLS 인증서는 일반적으로 유효기간(1년 내외)이 정해져 있으므로, 자동화된 인증서 발급(예: Let's Encrypt)과 갱신 시스템을 구축해야 합니다.
  • 성능 저하 문제: TLS는 암호화 과정 때문에 미세한 성능 저하를 초래할 수 있습니다. 실무에서는 TLS 최적화 전략(캐싱, TLS 세션 재사용, 로드 밸런서에서 SSL Termination)을 통해 성능 저하를 최소화합니다.
  • 보안 설정: 오래된 버전의 TLS 프로토콜은 이미 보안 결함이 있으므로, TLS 1.2 이상을 사용하고 SSL/TLS의 보안 구성을 정기적으로 점검해야 합니다.

TLS 적용 예시 (Node.js + Express)

Node.js에서 TLS를 적용한 웹 서버를 구축하는 예제를 통해 실제로 어떻게 HTTPS를 구성할 수 있는지 살펴보겠습니다.

tls
const https = require('https')
const fs = require('fs')
const express = require('express')
 
const app = express()
 
// HTTPS 옵션 설정
const options = {
  key: fs.readFileSync('./privateKey.pem'),
  cert: fs.readFileSync('./certificate.pem'),
}
 
// HTTPS 서버 실행
https.createServer(options, app).listen(443, () => {
  console.log('HTTPS Server running on port 443')
})

HTTPS 서버를 만들기 위해서는 TLS 인증서와 비밀키가 필요합니다.

  • key: 서버의 개인키(Private Key)로서, 데이터 암호화에 사용됩니다. 일반적으로 서버가 관리하며, 절대 외부에 유출되어서는 안 됩니다.
  • cert: 인증서(Certificate)로서, 서버의 신원을 증명하며 클라이언트가 신뢰할 수 있도록 공개하는 파일입니다. 공개키(Public Key)를 포함하고 있으며, 인증기관(CA)이 서버의 신원을 보증한 내용을 담고 있습니다.
  • https.createServer(): Node.js의 HTTPS 서버를 생성합니다. Express 앱(app)을 연결하여, 이후에 Express가 요청을 처리할 수 있도록 합니다.
  • .listen(443): HTTPS는 기본적으로 포트 443번을 사용합니다. 클라이언트는 이 포트로 접속하여 TLS 핸드셰이크를 진행하고, 암호화된 데이터를 주고받습니다.
  • 서버가 실행되면 콘솔에 "HTTPS Server running on port 443" 메시지를 출력합니다.

위 코드를 통해 Express 기반 Node.js 애플리케이션을 간단히 HTTPS로 운영할 수 있으며, 이를 통해 TLS 암호화를 쉽게 적용할 수 있습니다.

참고