API의 HMAC: 요청 서명

HMAC 기반 요청 서명은 AWS, GitHub, Stripe, Twilio에서 API 호출을 인증하는 데 사용됩니다. 이 레슨에서는 완전한 요청 서명 시스템을 구축합니다.

URL의 API 키는 프록시 서버, 브라우저 기록, 서버 로그에 기록될 수 있습니다. 요청 서명에는 전체 요청 본문이 MAC에 포함되므로 페이로드가 수정되지 않았고 키가 단독으로 노출되지 않았음을 보장합니다.

AWS SigV4는 다음을 계산합니다: 1. 정규 요청(메서드 + URL + 헤더 + 본문 해시) 2. 서명 대상 문자열(날짜 + 리전 + 서비스 + 정규 요청 해시) 3. 서명 키 = HMAC(HMAC(HMAC(HMAC('AWS4'+secret, date), region), service), 'aws4_request') 4. 서명 = HMAC(signing_key, string_to_sign)

GitHub는 각 웹훅 페이로드에 서명합니다: X-Hub-Signature-256: sha256=HMACHEX 다음과 같이 검증합니다: import hmac expected = 'sha256=' + hmac.new(secret, payload, 'sha256').hexdigest() hmac.compare_digest(expected, received_signature)

공격자가 유효하게 서명된 요청을 가로채면 여러 번 다시 보낼 수 있습니다. 한 번 서명된 100달러 송금이 1000번 재전송될 수 있습니다. HMAC만으로는 재전송을 방지할 수 없습니다.

서명된 메시지에 타임스탬프를 포함합니다. 5분보다 오래된 요청은 거부합니다. Stripe는 타임스탬프가 포함된 X-Stripe-Signature를 보냅니다. GitHub는 타임스탬프 기반 방식이 아니라 X-GitHub-Delivery(UUID)를 사용합니다.

각 요청에 무작위 논스를 포함합니다. 서버는 사용한 논스를 저장하고(Redis에서 TTL과 함께) 이미 확인된 논스가 포함된 요청은 거부합니다. 분산 시스템에서는 타임스탬프보다 신뢰성이 높습니다.

import hmac, hashlib, time, os def sign_request(secret, method, path, body, timestamp=None): ts = timestamp or str(int(time.time())) payload = f'{method}\n{path}\n{ts}\n' + hashlib.sha256(body).hexdigest() sig = hmac.new(secret.encode(), payload.encode(), 'sha256').hexdigest() return ts, sig

def verify_request(secret, method, path, body, ts, received_sig): # Check timestamp freshness if abs(time.time() - int(ts)) > 300: # 5 minutes return False # Recompute and compare _, expected = sign_request(secret, method, path, body, ts) return hmac.compare_digest(expected, received_sig)

HS256 JWT는 공유 비밀 키와 함께 HMAC-SHA256을 사용합니다. 서버가 서명과 검증을 모두 수행합니다. 한계는 키를 가진 모든 주체가 토큰을 위조할 수 있다는 점입니다. 비대칭 신뢰가 필요한 경우(제3자 인증)에는 RS256 또는 ES256을 사용합니다.

HMAC 키를 주기적으로 교체합니다. 새 키를 생성하고, 전환 기간(24시간) 동안 이전 키와 새 키를 모두 지원한 다음 이전 키를 폐기합니다. AWS SigV4는 날짜가 포함된 비밀 값에서 키를 파생하여 매일 교체할 수 있도록 합니다.

재전송 방지 기능을 포함한 HMAC 요청 서명을 구현했습니다. 다음에는 블록 암호 기반 MAC 대안으로 CMAC와 Poly1305를 비교합니다.