TLS Handshake 1.3: HTTPS는 어떻게 연결될까?

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Server
    
    Note over Client: 난수 생성 + 지원하는 암호 목록
    Client->>Server: 1. Client Hello (+ Key Share)
    
    Note over Server: 암호 선택 + 인증서 확인
    Server->>Client: 2. Server Hello (+ Key Share)
    Server->>Client: 3. EncryptedExtensions
    Server->>Client: 4. Certificate & CertificateVerify
    Server->>Client: 5. Finished (Encrypted)
    
    Note over Client: 인증서 검증 & 키 계산 완료
    Client->>Server: 6. Finished (Encrypted)
    
    Note over Client, Server: 🔒 암호화 통신 시작 (HTTP Request)

TLS 1.2:  Client Hello → Server Hello → Certificate → Key Exchange → Finished (2-RTT)
TLS 1.3:  Client Hello(+KeyShare) → Server Hello(+KeyShare) → Finished (1-RTT)

TLS_AES_256_GCM_SHA384         (가장 높은 보안)
TLS_AES_128_GCM_SHA256         (범용, 성능 좋음)  ← 기본 권장
TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256   (모바일/ARM 최적화) ← 모바일 서비스 권장
TLS_AES_128_CCM_SHA256         (IoT 환경)
TLS_AES_128_CCM_8_SHA256       (IoT 환경, 태그 축소)

Root CA (DigiCert) — 브라우저/OS에 내장
  └── Intermediate CA (DigiCert SHA2 Extended Validation)
        └── Leaf Certificate (www.naver.com)

# Nginx OCSP Stapling 설정
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;
ssl_trusted_certificate /etc/ssl/certs/ca-bundle.crt;
resolver 8.8.8.8 valid=300s;

첫 연결:       Client Hello → Server Hello → ... → Finished (1-RTT)
                                                    + PSK 저장

재연결 (0-RTT): Client Hello + Early Data(PSK 암호화된 HTTP 요청) →
                Server Hello + ... + 응답

1. 사용자가 "계좌에서 100만원 송금" 요청 (0-RTT)
2. 공격자가 이 패킷을 캡처
3. 공격자가 동일한 패킷을 10번 재전송
4. 서버가 10번의 송금을 모두 처리 → 1,000만원 송금 💸

# Nginx: 0-RTT 비활성화 (가장 안전)
ssl_early_data off;

# 또는 활성화하되, 프록시 헤더로 표시
ssl_early_data on;
proxy_set_header Early-Data $ssl_early_data;

// Spring: 0-RTT 요청 감지 후 비멱등 요청 거부
@Component
public class EarlyDataFilter extends OncePerRequestFilter {
    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response, FilterChain chain) 
            throws ServletException, IOException {
        String earlyData = request.getHeader("Early-Data");
        if ("1".equals(earlyData) && !isIdempotent(request.getMethod())) {
            response.setStatus(HttpStatus.TOO_EARLY.value()); // 425
            return;
        }
        chain.doFilter(request, response);
    }
    
    private boolean isIdempotent(String method) {
        return Set.of("GET", "HEAD", "OPTIONS").contains(method);
    }
}

1. 양측이 타원곡선(Curve)과 기준점 G를 합의 (공개)
2. 클라이언트: 비밀수 a 생성 → A = a × G 전송 (공개)
3. 서버:      비밀수 b 생성 → B = b × G 전송 (공개)
4. 클라이언트: S = a × B = a × b × G (비밀)
5. 서버:      S = b × A = b × a × G (비밀)
→ 양측이 같은 S를 가지게 됨!

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Server
    
    Client->>Server: Client Hello
    Server->>Client: Server Hello + Certificate + CertificateRequest
    Client->>Server: Client Certificate + CertificateVerify + Finished
    Server->>Client: Finished
    
    Note over Client, Server: 🔒 양방향 인증 완료

# Nginx mTLS 설정
server {
    listen 443 ssl;
    
    ssl_certificate     /etc/ssl/server.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/server.key;
    
    # 클라이언트 인증서 검증
    ssl_client_certificate /etc/ssl/ca.crt;  # 클라이언트 인증서 서명 CA
    ssl_verify_client on;                     # 필수로 검증
    # ssl_verify_client optional;             # 선택적 검증
    ssl_verify_depth 2;                       # 체인 깊이
}

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com;

    # 인증서
    ssl_certificate     /etc/ssl/certs/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/private/privkey.pem;

    # 프로토콜: TLS 1.2 + 1.3만 허용
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    
    # Cipher Suite (TLS 1.2용, TLS 1.3은 자동 선택)
    ssl_ciphers 'ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384';
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    
    # 세션 캐시 (Session Resumption)
    ssl_session_cache shared:TLS:10m;
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_tickets off;  # Ticket 키 관리가 복잡하면 끄는 게 안전
    
    # OCSP Stapling
    ssl_stapling on;
    ssl_stapling_verify on;
    
    # HSTS (Strict Transport Security)
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload" always;
}

# application.yml
server:
  ssl:
    enabled: true
    key-store: classpath:keystore.p12
    key-store-type: PKCS12
    key-store-password: ${SSL_KEYSTORE_PASSWORD}
    # TLS 1.2 이상만 허용
    enabled-protocols: TLSv1.2,TLSv1.3
    # 안전한 Cipher Suite만
    ciphers:
      - TLS_AES_128_GCM_SHA256
      - TLS_AES_256_GCM_SHA384
      - TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256
      - ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
  # HTTP → HTTPS 리다이렉트
  port: 8443

# 1. 서버가 TLS를 제공하는지 확인
openssl s_client -connect example.com:443 -tls1_3

# 2. 인증서 체인 확인
openssl s_client -connect example.com:443 -showcerts

# 3. 인증서 만료일 확인
echo | openssl s_client -connect example.com:443 2>/dev/null | \
  openssl x509 -noout -dates

# 4. 지원하는 Cipher Suite 확인
nmap --script ssl-enum-ciphers -p 443 example.com

# TLS Handshake 시간 측정
curl -w "TCP: %{time_connect}s, TLS: %{time_appconnect}s, Total: %{time_total}s\n" \
     -o /dev/null -s https://example.com

# 결과 예시:
# TCP: 0.015s, TLS: 0.045s, Total: 0.060s
# → TLS가 30ms 이상이면 Session Resumption/OCSP Stapling 점검