교차 출처 격리(Cross-Origin Isolation) 구현: JavaScript SharedArrayBuffer 보안

오늘날의 복잡한 웹 환경에서 보안은 가장 중요합니다. 교차 출처 격리(COI)는 웹 애플리케이션의 보안을 크게 향상시키는 중요한 보안 메커니즘으로, 특히 JavaScript의 SharedArrayBuffer를 사용할 때 더욱 그렇습니다. 이 가이드는 글로벌 사용자를 위해 웹 애플리케이션을 효과적으로 보호하는 데 도움이 되는 COI 구현, 그 이점 및 실제 예제에 대한 포괄적인 개요를 제공합니다.

교차 출처 격리(COI) 이해하기

교차 출처 격리(COI)는 웹 애플리케이션의 실행 컨텍스트를 다른 출처로부터 격리하는 보안 기능입니다. 이 격리는 악의적인 웹사이트가 스펙터(Spectre) 및 멜트다운(Meltdown)과 같은 사이드 채널 공격을 통해 민감한 데이터에 접근하는 것을 방지합니다. COI를 활성화하면 본질적으로 애플리케이션을 위한 더 안전한 샌드박스를 만드는 것입니다.

COI 이전에는 웹 페이지가 일반적으로 최신 CPU의 추측 실행 기능을 악용할 수 있는 공격에 취약했습니다. 이러한 공격은 출처를 넘어 데이터를 유출할 수 있었습니다. 웹 애플리케이션에서 고성능 멀티스레딩을 가능하게 하는 강력한 JavaScript 기능인 SharedArrayBuffer는 이러한 위험을 더욱 악화시켰습니다. COI는 애플리케이션의 메모리 공간이 격리되도록 보장함으로써 이러한 위험을 완화합니다.

교차 출처 격리의 주요 이점

• 향상된 보안: 애플리케이션의 실행 컨텍스트를 격리하여 스펙터 및 멜트다운 유형의 공격을 완화합니다.
• SharedArrayBuffer 활성화: 고성능 멀티스레딩을 위해 SharedArrayBuffer의 안전한 사용을 허용합니다.
• 강력한 API에 대한 접근: 정밀도가 향상된 고해상도 타이머와 같이 COI가 필요한 다른 강력한 웹 API에 대한 접근을 잠금 해제합니다.
• 성능 향상: SharedArrayBuffer를 사용하여 계산 집약적인 작업을 워커 스레드로 오프로드하여 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.
• 교차 사이트 정보 유출 방지: 다른 출처의 악성 스크립트가 애플리케이션 내의 민감한 데이터에 접근하는 것을 방지합니다.

교차 출처 격리 구현: 단계별 가이드

COI를 구현하려면 브라우저에 애플리케이션의 출처를 격리하도록 지시하는 특정 HTTP 헤더를 보내도록 서버를 구성해야 합니다. 여기에는 세 가지 주요 헤더가 관련됩니다:

• Cross-Origin-Opener-Policy (COOP): 어떤 출처가 문서와 브라우징 컨텍스트 그룹을 공유할 수 있는지 제어합니다.
• Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP): 문서가 다른 출처에서 어떤 리소스를 로드할 수 있는지 제어합니다.
• Cross-Origin-Resource-Policy (CORP): 요청하는 출처에 따라 리소스에 대한 교차 출처 접근을 제어하는 데 사용됩니다. COI가 작동하기 위해 엄격하게 *필수적인* 것은 아니지만, 리소스 소유자가 자신의 리소스에 교차 출처로 접근할 수 있는 사람을 적절히 제어할 수 있도록 보장하는 데 중요합니다.

1단계: Cross-Origin-Opener-Policy (COOP) 헤더 설정

COOP 헤더는 애플리케이션의 브라우징 컨텍스트를 격리합니다. 이 값을 same-origin으로 설정하면 다른 출처의 문서가 동일한 브라우징 컨텍스트 그룹을 공유하는 것을 방지합니다. 브라우징 컨텍스트 그룹은 동일한 프로세스를 공유하는 브라우징 컨텍스트(예: 탭, 창, iframe)의 집합입니다. 컨텍스트를 격리함으로써 교차 출처 공격의 위험을 줄일 수 있습니다.

권장 값: same-origin

HTTP 헤더 예시:

            Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
            

              
                Copy
              
            
          

2단계: Cross-Origin-Embedder-Policy (COEP) 헤더 설정

COEP 헤더는 문서가 명시적으로 권한을 부여하지 않는 다른 출처의 리소스를 로드하는 것을 방지합니다. 이는 공격자가 애플리케이션에 악성 스크립트나 데이터를 포함시키는 것을 방지하는 데 중요합니다. 구체적으로, 브라우저에 Cross-Origin-Resource-Policy (CORP) 헤더나 CORS 헤더를 사용하여 옵트인하지 않는 모든 교차 출처 리소스를 차단하도록 지시합니다.

COEP 헤더에는 두 가지 주요 값이 있습니다:

• require-corp: 이 값은 엄격한 교차 출처 격리를 강제합니다. 애플리케이션은 교차 출처 접근을 명시적으로 허용하는 리소스(CORP 또는 CORS를 통해)만 로드할 수 있습니다. 이것이 COI를 활성화하기 위한 권장 값입니다.
• credentialless: 이 값은 자격 증명(쿠키, 인증 헤더)을 보내지 않고 교차 출처 리소스를 가져올 수 있게 합니다. 이는 민감한 정보를 노출하지 않고 공개 리소스를 로드하는 데 유용합니다. 또한 Sec-Fetch-Mode 요청 헤더를 cors로 설정합니다. 이 방식으로 요청된 리소스는 여전히 적절한 CORS 헤더를 보내야 합니다.

권장 값: require-corp

HTTP 헤더 예시:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp
            

              
                Copy
              
            
          

credentialless를 사용하는 경우 헤더는 다음과 같습니다:

            Cross-Origin-Embedder-Policy: credentialless
            

              
                Copy
              
            
          

3단계: Cross-Origin-Resource-Policy (CORP) 헤더 설정 (선택 사항이지만 권장)

CORP 헤더를 사용하면 특정 리소스를 로드할 수 있는 출처를 선언할 수 있습니다. 기본 COI가 작동하기 위해 엄격하게 *필수적인* 것은 아니지만(COEP가 설정되고 CORP/CORS 헤더가 없으면 브라우저가 기본적으로 리소스를 차단함), CORP를 사용하면 리소스 접근에 대한 더 세분화된 제어가 가능하고 COEP가 활성화되었을 때 의도치 않은 손상을 방지할 수 있습니다.

CORP 헤더의 가능한 값은 다음과 같습니다:

• same-origin: *동일한* 출처의 리소스만 이 리소스를 로드할 수 있습니다.
• same-site: *동일한 사이트*(예: example.com)의 리소스만 이 리소스를 로드할 수 있습니다. 사이트는 도메인과 TLD입니다. 동일한 사이트의 다른 하위 도메인(예: app.example.com 및 blog.example.com)은 동일 사이트로 간주됩니다.
• cross-origin: 모든 출처가 이 리소스를 로드할 수 있습니다. 이를 위해서는 리소스를 제공하는 서버에 명시적인 CORS 구성이 필요합니다.

HTTP 헤더 예시:

            Cross-Origin-Resource-Policy: same-origin
Cross-Origin-Resource-Policy: same-site
Cross-Origin-Resource-Policy: cross-origin
            

              
                Copy
              
            
          

서버 구성 예시

구체적인 구성 방법은 웹 서버에 따라 다릅니다. 다음은 일반적인 서버 구성에 대한 몇 가지 예입니다:

Apache

Apache 구성 파일(예: .htaccess 또는 httpd.conf)에 다음 헤더를 추가합니다:

            Header set Cross-Origin-Opener-Policy "same-origin"
Header set Cross-Origin-Embedder-Policy "require-corp"
            

              
                Copy
              
            
          

Nginx

Nginx 구성 파일(예: nginx.conf)의 서버 블록에 다음 헤더를 추가합니다:

            add_header Cross-Origin-Opener-Policy "same-origin";
add_header Cross-Origin-Embedder-Policy "require-corp";
            

              
                Copy
              
            
          

Node.js (Express)

Express 애플리케이션에서 미들웨어를 사용하여 헤더를 설정할 수 있습니다:

            app.use((req, res, next) => {
  res.setHeader("Cross-Origin-Opener-Policy", "same-origin");
  res.setHeader("Cross-Origin-Embedder-Policy", "require-corp");
  next();
});
            

              
                Copy
              
            
          

정적 파일을 제공할 때 정적 파일 서버(예: express.static)도 이러한 헤더를 포함하는지 확인하십시오.

글로벌 CDN 구성 (예: Cloudflare, Akamai)

CDN을 사용하는 경우 CDN의 제어판에서 직접 헤더를 구성할 수 있습니다. 이렇게 하면 CDN을 통해 제공되는 모든 요청에 헤더가 일관되게 적용됩니다.

교차 출처 격리 확인

헤더를 구성한 후 브라우저의 개발자 도구를 확인하여 COI가 활성화되었는지 확인할 수 있습니다. Chrome에서 개발자 도구를 열고 "Application" 탭으로 이동합니다. "Frames" 아래에서 애플리케이션의 출처를 선택합니다. "Cross-Origin Isolation"이라는 섹션이 표시되어 COI가 활성화되었음을 나타냅니다. 또는 JavaScript를 사용하여 SharedArrayBuffer 및 기타 COI 종속 기능의 존재 여부를 확인할 수 있습니다:

            if (typeof SharedArrayBuffer !== 'undefined') {
  console.log('SharedArrayBuffer is available (COI is likely enabled)');
} else {
  console.log('SharedArrayBuffer is not available (COI may not be enabled)');
}
            

              
                Copy
              
            
          

일반적인 문제 해결

COI를 구현하면 리소스가 교차 출처 접근을 허용하도록 제대로 구성되지 않은 경우 문제가 발생할 수 있습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 문제와 해결책입니다:

1. 리소스 로딩 오류

COEP로 인해 리소스가 차단되었다는 오류가 발생하면 해당 리소스가 올바른 CORP 또는 CORS 헤더를 보내지 않고 있다는 의미입니다. 로드하는 모든 교차 출처 리소스가 적절한 헤더로 구성되었는지 확인하십시오.

해결책:

• 자신이 제어하는 리소스의 경우: 리소스를 제공하는 서버에 CORP 헤더를 추가합니다. 리소스가 모든 출처에서 접근되도록 의도된 경우 Cross-Origin-Resource-Policy: cross-origin을 사용하고 자신의 출처를 명시적으로 허용하도록 CORS 헤더를 구성합니다.
• 타사 CDN의 리소스의 경우: CDN이 CORS 헤더 설정을 지원하는지 확인하십시오. 그렇지 않은 경우 리소스를 직접 호스팅하거나 다른 CDN을 사용하는 것을 고려하십시오.

2. 혼합 콘텐츠 오류

혼합 콘텐츠 오류는 보안(HTTPS) 페이지에서 비보안(HTTP) 리소스를 로드할 때 발생합니다. COI는 모든 리소스를 HTTPS를 통해 로드해야 합니다.

해결책:

• 모든 리소스가 HTTPS를 통해 로드되는지 확인하십시오. 모든 HTTP URL을 HTTPS로 업데이트하십시오.
• HTTP 요청을 HTTPS로 자동 리디렉션하도록 서버를 구성하십시오.

3. CORS 오류

CORS 오류는 서버가 자신의 출처로부터의 접근을 허용하지 않기 때문에 교차 출처 요청이 차단될 때 발생합니다.

해결책:

4. 브라우저 호환성

COI는 최신 브라우저에서 널리 지원되지만 구형 브라우저는 완전히 지원하지 않을 수 있습니다. 호환성을 보장하기 위해 다른 브라우저에서 애플리케이션을 테스트하는 것이 중요합니다.

해결책:

• COI를 지원하지 않는 구형 브라우저를 위한 대체 메커니즘을 제공하십시오. 여기에는 SharedArrayBuffer가 필요한 기능을 비활성화하거나 대체 기술을 사용하는 것이 포함될 수 있습니다.
• 구형 브라우저 사용자에게 기능이나 보안이 저하될 수 있음을 알리십시오.

실제 예제 및 사용 사례

다음은 실제 애플리케이션에서 COI를 사용할 수 있는 몇 가지 실제 예입니다:

1. 고성능 이미지 처리

이미지 편집용 웹 애플리케이션은 SharedArrayBuffer를 사용하여 필터 적용이나 이미지 크기 조정과 같은 계산 집약적인 작업을 워커 스레드에서 수행할 수 있습니다. COI는 이미지 데이터가 교차 출처 공격으로부터 보호되도록 보장합니다.

2. 오디오 및 비디오 처리

오디오 또는 비디오 편집용 웹 애플리케이션은 SharedArrayBuffer를 사용하여 오디오 또는 비디오 데이터를 실시간으로 처리할 수 있습니다. COI는 민감한 오디오 또는 비디오 콘텐츠의 개인 정보를 보호하는 데 필수적입니다.

3. 과학적 시뮬레이션

웹 기반 과학 시뮬레이션은 SharedArrayBuffer를 사용하여 복잡한 계산을 병렬로 수행할 수 있습니다. COI는 시뮬레이션 데이터가 악성 스크립트에 의해 손상되지 않도록 보장합니다.

4. 공동 편집

공동 편집용 웹 애플리케이션은 SharedArrayBuffer를 사용하여 여러 사용자 간의 변경 사항을 실시간으로 동기화할 수 있습니다. COI는 공유 문서의 무결성과 기밀성을 유지하는 데 매우 중요합니다.

웹 보안과 COI의 미래

교차 출처 격리는 더 안전한 웹을 향한 중요한 단계입니다. 웹 애플리케이션이 점점 더 정교해지고 더 강력한 API에 의존하게 됨에 따라 COI는 더욱 중요해질 것입니다. 브라우저 공급 업체는 COI 지원을 개선하고 개발자가 더 쉽게 구현할 수 있도록 적극적으로 노력하고 있습니다. 웹 보안을 더욱 강화하기 위한 새로운 웹 표준도 개발되고 있습니다.

결론

교차 출처 격리를 구현하는 것은 SharedArrayBuffer 및 기타 강력한 웹 API를 사용하는 웹 애플리케이션을 보호하는 데 필수적입니다. 이 가이드에 설명된 단계를 따르면 웹 애플리케이션의 보안을 크게 향상시키고 사용자를 교차 출처 공격으로부터 보호할 수 있습니다. COI를 구현한 후에는 모든 리소스가 올바르게 로드되고 애플리케이션이 예상대로 작동하는지 신중하게 테스트하는 것을 잊지 마십시오. 보안을 우선시하는 것은 단지 기술적인 고려 사항이 아니라 전 세계 사용자 기반의 안전과 신뢰에 대한 약속입니다.