CHO NAM GI

개인 공부 블로그입니다.

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16 분 소요

전체 흐름 요약

오늘 수업은 실제 3-Tier 웹 애플리케이션 아키텍처를 직접 구축하는 실습 중심의 학습입니다. VMware Workstation과 Ubuntu 24.04 LTS를 사용하여 가상 환경을 구성하고, 각 계층(Web Server - WAS - Database)을 단계별로 설치 및 설정합니다.

먼저 VMware의 네트워크 모드(NAT, Host-Only, Bridge)를 이해하고 Ubuntu를 설치합니다. 이후 Nginx 웹 서버를 설치하여 정적 콘텐츠를 서비스하고, Tomcat 10 WAS를 설치하여 JSP 동적 페이지를 처리합니다. MariaDB 데이터베이스를 설치하고 원격 접속을 설정한 후, 세 계층을 연동하여 로그인 시스템을 구현합니다.

마지막으로 구현한 로그인 시스템의 SQL Injection 취약점을 직접 공격해보고, Prepared Statement를 사용한 안전한 코드로 개선하는 과정을 통해 웹 보안의 중요성을 체험합니다.

Part 1: 실습 환경 구축 (VMware + Ubuntu)

1.1 VMware Workstation 설치

다운로드 및 설치

다운로드:

https://www.broadcom.com/
(회원가입 필요)

또는 교육 자료 공유 링크 활용
파일 크기: 약 280MB

설치 과정:

1. 설치 파일 실행
2. Next > Next > Install
3. Finish

버전 확인:

  • VMware Workstation 17 Pro (무료 버전)
  • 2023년 이후 개인 사용 무료화
  • 이전 VMware Player 후속

1.2 네트워크 모드

NAT (Network Address Translation)

특징:

  • 가상 머신 → 외부 인터넷 통신 가능
  • 외부 → 가상 머신 직접 접근 불가
  • VMware vmnet8 어댑터 사용

비유:

  • 가상 머신 = 내부 네트워크 (192.168.x.x)
  • 호스트 PC = 공유기
  • 외부 인터넷 = 인터넷
graph LR
    A[가상 머신<br/>192.168.111.128] -->|NAT| B[호스트 PC<br/>10.0.0.5]
    B -->|인터넷| C[외부 서버<br/>8.8.8.8]

용도:

  • 외부 인터넷 필요한 작업
  • 패키지 설치 (apt-get install)
  • 시스템 업데이트

IP 주소 범위:

기본 네트워크: 192.168.111.0/24
게이트웨이: 192.168.111.2
DNS: 192.168.111.2

Host-Only

특징:

  • 가상 머신들끼리만 통신
  • 외부 인터넷 불가
  • VMware vmnet1 어댑터 사용
graph TB
    A[VM 1<br/>192.168.56.101]
    B[VM 2<br/>192.168.56.102]
    C[VM 3<br/>192.168.56.103]
    D[Host PC<br/>192.168.56.1]
    
    A <--> D
    B <--> D
    C <--> D
    A <--> B
    A <--> C
    B <--> C

용도:

  • 가상 머신 간 통신 테스트
  • 격리된 실습 환경
  • 보안 실습 (외부 차단)

IP 주소 범위:

기본 네트워크: 192.168.56.0/24
호스트 IP: 192.168.56.1

Bridge

특징:

  • 가상 머신이 물리 네트워크에 직접 연결
  • 공유기로부터 독립적인 IP 할당
  • 외부에서 접근 가능
graph TB
    R[공유기<br/>192.168.0.1]
    H[호스트 PC<br/>192.168.0.10]
    V[가상 머신<br/>192.168.0.20]
    
    R <--> H
    R <--> V

용도:

  • 외부에서 VM 서버 접속
  • 실제 서비스 테스트
  • 공인 IP 필요 시

주의사항:

  • 공유기 IP 대역에 따라 달라짐
  • DHCP로 자동 할당
  • 공유기 설정에 따라 포트포워딩 필요

네트워크 어댑터 확인

Windows 명령:

$ ipconfig

Ethernet adapter Ethernet3:
   IPv4 Address. . . . . . . . . . . : 192.168.0.10

Ethernet adapter VMware Network Adapter VMnet1:
   IPv4 Address. . . . . . . . . . . : 192.168.56.1

Ethernet adapter VMware Network Adapter VMnet8:
   IPv4 Address. . . . . . . . . . . : 192.168.111.1
  • VMnet1: Host-Only
  • VMnet8: NAT

1.3 Ubuntu 24.04 LTS 설치

ISO 다운로드

https://ubuntu.com/download/desktop

Ubuntu 24.04 LTS (Long Term Support)
- 10년 유지보수 보장
- 안정화 버전
- 파일 크기: 약 4.5GB

LTS란?

  • 2년마다 출시 (22.04, 24.04, 26.04 …)
  • 10년간 보안 업데이트
  • 서버/프로덕션 환경에 적합
  • 일반 버전은 9개월 지원

VM 생성

1. 새 가상 머신 만들기

VMware > Create a New Virtual Machine
> Typical (recommended)
> I will install the operating system later

2. 게스트 OS 선택

> Linux
> Ubuntu 64-bit

3. VM 이름 및 위치

Name: ubuntu_24.04_web
Location: D:\VMs\ubuntu_24.04_web

4. 디스크 용량

Maximum disk size: 100 GB
> Store virtual disk as multiple files
(파일 분할 → 성능 향상)

5. 하드웨어 설정

Memory: 2 GB (2048 MB)
Processors: 1
Network: NAT

Ubuntu 설치 과정

1. CD/DVD 설정

VM Settings > CD/DVD (SATA)
> Use ISO image file
> Browse... > ubuntu-24.04-desktop-amd64.iso

2. 부팅

Power on this virtual machine
> Try or Install Ubuntu

3. 설치 옵션

언어: 한국어
키보드 레이아웃: 한국어
네트워크: 유선 연결 (자동)
업데이트: 지금 업데이트하지 않음
설치 유형: 디스크를 지우고 Ubuntu 설치

4. 계정 생성

이름: yoyo
컴퓨터 이름: yoyo-Server
사용자 이름: yoyo
암호: [암호 설정]

5. 설치 완료

설치 완료 > 다시 시작
ISO 제거 확인

네트워크 확인

IP 주소 확인:

$ ip addr show

2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP>
    inet 192.168.111.128/24 brd 192.168.111.255 scope global dynamic ens33

인터넷 연결 테스트:

$ ping -c 4 8.8.8.8
PING 8.8.8.8 (8.8.8.8) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=116 time=34.2 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=116 time=34.5 ms

--- 8.8.8.8 ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss

Part 2: Nginx 웹 서버 설치 및 설정

2.1 Nginx 설치

패키지 설치

1. 관리자 권한 전환

$ sudo su
[sudo] password for yoyo:

2. Nginx 설치

# apt-get install nginx -y
Reading package lists... Done
Building dependency tree... Done
...
Setting up nginx (1.24.0-2ubuntu7) ...

3. 설치 확인

# netstat -antp | grep nginx
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      1234/nginx: master
tcp6       0      0 :::80                   :::*                    LISTEN      1234/nginx: master

포트 80 사용 확인:

  • 0.0.0.0:80 → 모든 네트워크 인터페이스에서 80번 포트 LISTEN
  • LISTEN 상태 → 클라이언트 연결 대기 중

2.2 Nginx 서비스 관리

systemctl 명령어

자동 시작 설정:

# systemctl enable nginx
Synchronizing state of nginx.service with SysV service script with /lib/systemd/systemd-sysv-install.
Executing: /lib/systemd/systemd-sysv-install enable nginx

자동 시작 해제:

# systemctl disable nginx

서비스 시작/재시작/중지:

# systemctl start nginx      # 시작
# systemctl restart nginx    # 재시작
# systemctl stop nginx       # 중지

서비스 상태 확인:

# systemctl status nginx
● nginx.service - A high performance web server and a reverse proxy server
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/nginx.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: active (running) since Mon 2024-12-17 09:00:00 KST; 5min ago

2.3 기본 웹 페이지 생성

기본 디렉토리 확인

웹 루트 디렉토리:

/var/www/html/

기본 파일 생성:

# vi /var/www/html/index.html

index.html 내용:

<html>
    <head>
        <title>My home~!</title>
    </head>
    
    <body>
        Hello? My page!
    </body>
</html>

저장 및 종료:

ESC
:wq

2.4 브라우저 접속 테스트

VM IP 주소 확인:

$ ip addr show ens33 | grep inet
    inet 192.168.111.128/24 brd 192.168.111.255 scope global dynamic ens33

호스트 PC 브라우저에서 접속:

http://192.168.111.128

예상 결과:

Hello? My page!

Part 3: Tomcat 10 WAS 설치 및 JSP 테스트

3.1 Tomcat 설치

패키지 설치

1. Tomcat 10 설치:

# sudo apt install tomcat10 tomcat10-admin
Reading package lists... Done
...
Setting up tomcat10 (10.1.20-1) ...

2. 서비스 자동 시작 설정:

# systemctl enable tomcat

3. 서비스 시작:

# systemctl start tomcat

4. 포트 확인:

# netstat -antp | grep LISTEN
tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      5678/java

3.2 방화벽 설정 (참고)

방화벽 상태 확인:

# systemctl status ufw
● ufw.service - Uncomplicated firewall
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/ufw.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: active (exited)

방화벽 on/off:

# systemctl stop ufw     # 방화벽 끄기
# systemctl start ufw    # 방화벽 켜기

실습 환경에서는 방화벽 끄기 권장:

# systemctl stop ufw

3.3 Tomcat 디렉토리 구조

주요 디렉토리:

/var/lib/tomcat10/              # Tomcat 기본 디렉토리
/var/lib/tomcat10/webapps/      # 웹 애플리케이션 배포 디렉토리
/var/lib/tomcat10/webapps/ROOT/ # 기본 웹 애플리케이션

ROOT 디렉토리:

  • 톰캣의 기본 웹 애플리케이션
  • 브라우저에서 http://192.168.186.129:8080/로 접속 시 표시

3.4 JSP 테스트 페이지 작성

기본 JSP 파일 생성

1. 파일 생성:

# vi /var/lib/tomcat10/webapps/ROOT/test.jsp

2. JSP 코드 작성:

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" 
    pageEncoding="UTF-8"%>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Tomcat JSP Test</title>
</head>
<body>
    <h2>Tomcat JSP 정상 동작 확인!</h2>
    
    <p>현재 서버 시간: <%= new java.util.Date() %></p>
    <p>서버 정보: <%= application.getServerInfo() %></p>
    
    <hr>
    <p style="color:green;">JSP가 정상적으로 실행되고 있습니다.</p>
</body>
</html>

3. 저장:

ESC
:wq

브라우저 접속 테스트

접속 URL:

http://192.168.186.129:8080/test.jsp

예상 화면:

Tomcat JSP 정상 동작 확인!

현재 서버 시간: Mon Dec 17 10:30:45 KST 2024
서버 정보: Apache Tomcat/10.1.20

JSP가 정상적으로 실행되고 있습니다.

3.5 Nginx와 Tomcat 연동

Nginx 설정 파일 수정

1. 설정 파일 편집:

# vi /etc/nginx/sites-enabled/default

2. server 블록 내용 수정:

server {
    listen 80 default_server;
    server_name _;
    
    location / {
        index index.jsp index.html index.htm;
        proxy_pass http://192.168.186.129:8080;
    }
}

설정 설명:

  • listen 80: 80번 포트에서 HTTP 요청 수신
  • server_name _: 모든 도메인 허용
  • proxy_pass: 요청을 Tomcat(8080)으로 전달

3. Nginx 재시작:

# systemctl restart nginx

4. 연동 테스트:

브라우저에서 http://192.168.186.129 접속
→ Tomcat의 ROOT 애플리케이션이 표시됨

Part 4: MariaDB 데이터베이스 설치 및 설정

4.1 MariaDB 설치

서버 설치

1. MariaDB 서버 설치:

# sudo su
# apt-get install mariadb-server
Reading package lists... Done
...
Setting up mariadb-server (1:10.11.7-1ubuntu2) ...

2. 서비스 자동 시작 설정:

# systemctl enable mariadb

3. 포트 확인:

# netstat -antp | grep LISTEN
tcp        0      0 127.0.0.1:3306          0.0.0.0:*               LISTEN      9876/mariadbd

127.0.0.1:3306:

  • 127.0.0.1 → localhost만 접속 가능 (로컬 전용)
  • 원격 접속을 위해서는 설정 변경 필요

4.2 원격 접속 설정

bind-address 변경

1. 설정 파일 경로 확인:

# cd /etc/mysql
# grep "127.0.0.1" -r ./
./mariadb.conf.d/50-server.cnf:bind-address            = 127.0.0.1

2. 설정 파일 수정:

# vi ./mariadb.conf.d/50-server.cnf

3. bind-address 변경:

변경 전: bind-address = 127.0.0.1
변경 후: bind-address = 0.0.0.0

0.0.0.0의 의미:

  • 모든 네트워크 인터페이스에서 접속 허용
  • 외부에서 DB 접근 가능

4. MariaDB 재시작:

# systemctl restart mariadb

5. 포트 재확인:

# netstat -antp | grep LISTEN
tcp        0      0 0.0.0.0:3306            0.0.0.0:*               LISTEN      10234/mariadbd

4.3 데이터베이스 및 사용자 생성

root 접속

1. MariaDB 접속:

# mysql -u root
Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
...
MariaDB [(none)]>

2. 데이터베이스 사용자 생성:

CREATE USER 'mydb'@'%' IDENTIFIED BY 'abcd1234';

문법 설명:

  • mydb: 사용자 이름
  • %: 모든 호스트에서 접속 허용
  • abcd1234: 비밀번호

3. 권한 부여:

GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'mydb'@'%' WITH GRANT OPTION;

권한 설명:

  • ALL PRIVILEGES: 모든 권한 부여
  • *.*: 모든 데이터베이스의 모든 테이블
  • WITH GRANT OPTION: 다른 사용자에게 권한 부여 가능

4. 권한 적용:

FLUSH PRIVILEGES;

5. 종료:

exit

4.4 데이터베이스 및 테이블 생성

데이터베이스 생성

1. mydb 사용자로 접속:

# mysql -u mydb -p
Enter password: abcd1234

2. 데이터베이스 생성:

DROP DATABASE IF EXISTS cloud_db;
CREATE DATABASE cloud_db;
USE cloud_db;

3. 테이블 생성:

CREATE TABLE userInfo (
    uid INT,
    uname VARCHAR(20),
    pass VARCHAR(128),
    profile VARCHAR(200),
    priority INT
);

4. 테이블 구조 확인:

DESC userInfo;

출력:

+----------+--------------+------+-----+---------+-------+
| Field    | Type         | Null | Key | Default | Extra |
+----------+--------------+------+-----+---------+-------+
| uid      | int(11)      | YES  |     | NULL    |       |
| uname    | varchar(20)  | YES  |     | NULL    |       |
| pass     | varchar(128) | YES  |     | NULL    |       |
| profile  | varchar(200) | YES  |     | NULL    |       |
| priority | int(11)      | YES  |     | NULL    |       |
+----------+--------------+------+-----+---------+-------+

5. 데이터 입력:

INSERT INTO userInfo (uid, uname, pass, profile, priority)
VALUES(0, 'admin', '1234', '관리자', 0);

INSERT INTO userInfo (uid, uname, pass, profile, priority)
VALUES(1, 'usr1', 'abcd', '사용자1', 9);

INSERT INTO userInfo (uid, uname, pass, profile, priority)
VALUES(2, 'usr2', 'abcd', '사용자2', 9);

INSERT INTO userInfo (uid, uname, pass, profile, priority)
VALUES(3, 'usr3', 'abcd', '사용자3', 9);

6. 데이터 확인:

SELECT * FROM userInfo;

출력:

+------+-------+------+-----------+----------+
| uid  | uname | pass | profile   | priority |
+------+-------+------+-----------+----------+
|    0 | admin | 1234 | 관리자    |        0 |
|    1 | usr1  | abcd | 사용자1   |        9 |
|    2 | usr2  | abcd | 사용자2   |        9 |
|    3 | usr3  | abcd | 사용자3   |        9 |
+------+-------+------+-----------+----------+

Part 5: 3-Tier 연동 및 로그인 시스템 구현

5.1 WAS에서 DB 접속 확인

MariaDB JDBC 드라이버 설치

1. 클라이언트 프로그램 설치:

# apt install mariadb-client-core -y

2. 원격 접속 테스트:

# mysql -u mydb -p -h 92.168.186.130
Enter password: abcd1234

MariaDB [(none)]> SHOW DATABASES;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| cloud_db           |
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+

JDBC 커넥터 설치

1. Java 커넥터 설치:

# apt install libmariadb-java

2. 파일 생성 확인:

# ls -al /usr/share/java/mariadb-java-client.jar
-rw-r--r-- 1 root root 730645 Dec 17 10:00 /usr/share/java/mariadb-java-client.jar

3. Tomcat 라이브러리로 복사:

# ln -s /usr/share/java/mariadb-java-client.jar /var/lib/tomcat10/lib/

심볼릭 링크란?

  • 윈도우의 “바로가기”와 유사
  • 원본 파일을 가리키는 링크
  • 원본 파일 수정 시 링크를 통해서도 변경사항 반영

4. Tomcat 재시작:

# systemctl restart tomcat10

주의사항:

  • systemctl daemon-reload는 unit 파일 변경 시에만 필요
  • 일반 설정 변경은 restart만으로 충분

5.2 로그인 페이지 작성

login.html 생성

1. 파일 생성:

# vi /var/lib/tomcat10/webapps/ROOT/login.html

2. HTML 코드:

<!DOCTYPE html>
<html lang="ko">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Login</title>
</head>
<body>
    <h2>로그인</h2>

    <form action="./login.jsp" method="post">
        <div>
            <label for="username">아이디</label><br>
            <input type="text" id="username" name="username" required>
        </div>

        <br>

        <div>
            <label for="password">비밀번호</label><br>
            <input type="password" id="password" name="password" required>
        </div>

        <br>

        <button type="submit">로그인</button>
    </form>
</body>
</html>

3. 브라우저 접속 테스트:

http://192.168.186.129:8080/login.html

index.html 생성

1. 파일 생성:

# vi /var/lib/tomcat10/webapps/ROOT/index.html

2. HTML 코드:

<!DOCTYPE html>
<html lang="ko">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>로그인 성공</title>
</head>
<body>
    <h1>환영합니다!</h1>
    <p>로그인에 성공했습니다.</p>
</body>
</html>

5.3 login.jsp 작성 (취약한 버전)

취약한 로그인 처리

1. 파일 생성:

# vi /var/lib/tomcat10/webapps/ROOT/login.jsp

2. JSP 코드:

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" 
    pageEncoding="UTF-8" import="java.sql.*"%>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">

<%
String uid = request.getParameter("username");
String pwd = request.getParameter("password");
String DB_URL = "jdbc:mariadb://192.168.186.130:3306/cloud_db";
String DB_USER = "mydb";
String DB_PASSWORD= "abcd1234";
String sel = "";
ResultSet rs = null;
Connection conn;
Statement stmt;

try {
    Class.forName("org.mariadb.jdbc.Driver");
    conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, DB_USER, DB_PASSWORD);
    stmt = conn.createStatement();
    
    // 사용자 정보 조회 (SQL Injection 취약점!)
    sel = "SELECT * FROM userInfo WHERE uname='" + uid + "' AND pass='" + pwd + "'";
    rs = stmt.executeQuery(sel);
    
    if (rs.next()) {
        response.sendRedirect("index.html");
    } else {
        response.sendRedirect("login.html");
    }
    
    conn.close();
} catch(Exception e) {
    out.println(e.getMessage());
}
%>

코드 설명:

데이터베이스 연결 정보:

String DB_URL = "jdbc:mariadb://192.168.186.130:3306/cloud_db";
String DB_USER = "mydb";
String DB_PASSWORD= "abcd1234";

JDBC 드라이버 로드:

Class.forName("org.mariadb.jdbc.Driver");

데이터베이스 연결:

conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, DB_USER, DB_PASSWORD);
stmt = conn.createStatement();

취약한 SQL 쿼리 생성:

sel = "SELECT * FROM userInfo WHERE uname='" + uid + "' AND pass='" + pwd + "'";
rs = stmt.executeQuery(sel);

로그인 성공/실패 처리:

if (rs.next()) {
    response.sendRedirect("index.html");  // 로그인 성공
} else {
    response.sendRedirect("login.html");  // 로그인 실패
}

5.4 정상 로그인 테스트

로그인 시도

1. login.html 접속:

http://192.168.186.129:8080/login.html

2. 정상 계정 입력:

아이디: admin
비밀번호: 1234

3. 실행되는 SQL:

SELECT * FROM userInfo WHERE uname='admin' AND pass='1234'

4. 결과:

  • 데이터베이스에 일치하는 레코드 존재
  • rs.next() → true
  • index.html로 리다이렉트
  • “환영합니다!” 메시지 표시

Part 6: SQL Injection 실습

6.1 SQL Injection이란?

개념

정의: SQL Injection은 사용자 입력값을 통해 악의적인 SQL 쿼리를 실행하여 데이터베이스를 조작하거나 무단 접근하는 공격 기법입니다.

취약점 원인:

// 취약한 코드
sel = "SELECT * FROM userInfo WHERE uname='" + uid + "' AND pass='" + pwd + "'";

사용자 입력(uid, pwd)을 직접 SQL 쿼리에 연결하여 SQL 구문을 조작할 수 있습니다.

공격 원리

정상 쿼리:

SELECT * FROM userInfo WHERE uname='admin' AND pass='1234'

공격 쿼리:

SELECT * FROM userInfo WHERE uname='admin' OR '1'='1' -- ' AND pass=''

‘1’=’1’의 의미:

  • 항상 참(TRUE)인 조건
  • OR 연산자와 결합하여 전체 WHERE 조건을 무력화
  • --는 SQL 주석 처리로 뒤의 조건 무시

6.2 SQL Injection 공격 실습

시나리오 1: 로그인 우회

1. login.html 접속

2. 공격 입력:

아이디: admin' OR '1'='1' --  
비밀번호: (아무거나 또는 공백)

3. 실행되는 SQL:

SELECT * FROM userInfo WHERE uname='admin' OR '1'='1' -- ' AND pass=''

4. SQL 분석:

SELECT * FROM userInfo 
WHERE uname='admin'          -- admin 계정 찾기
   OR '1'='1'                -- 또는 항상 참
   --  ' AND pass=''         -- 이후 구문은 주석 처리

5. 결과:

  • '1'='1'은 항상 참
  • WHERE 조건이 항상 참이므로 모든 레코드 반환
  • rs.next() → true
  • 로그인 성공!

시나리오 2: 전체 사용자 조회

공격 입력:

아이디: ' OR '1'='1
비밀번호: (공백)

실행되는 SQL:

SELECT * FROM userInfo WHERE uname='' OR '1'='1' AND pass=''

결과:

  • 모든 사용자 레코드 반환
  • 첫 번째 사용자(admin)로 로그인

시나리오 3: UNION 기반 공격

공격 입력:

아이디: admin' UNION SELECT 0, 'hacker', '0000', 'attacker', 0 --  
비밀번호: (공백)

실행되는 SQL:

SELECT * FROM userInfo WHERE uname='admin' 
UNION 
SELECT 0, 'hacker', '0000', 'attacker', 0 
-- ' AND pass=''

결과:

  • UNION으로 임의의 레코드 추가
  • 존재하지 않는 계정으로 로그인 가능

6.3 SQL Injection 영향

피해 범위

1. 인증 우회:

  • 비밀번호 없이 로그인
  • 관리자 계정 탈취

2. 데이터 유출:

admin' UNION SELECT uid, uname, pass, profile, priority FROM userInfo --
  • 모든 사용자 정보 조회
  • 개인정보 유출

3. 데이터 변조:

admin'; UPDATE userInfo SET pass='0000' WHERE uname='admin' --
  • 관리자 비밀번호 변경
  • 데이터 무결성 훼손

4. 데이터 삭제:

admin'; DROP TABLE userInfo --
  • 테이블 전체 삭제
  • 서비스 마비

6.4 안전한 코드 작성 (Prepared Statement)

보안 개선 버전

1. 안전한 login.jsp 생성:

# vi /var/lib/tomcat10/webapps/ROOT/login_safe.jsp

2. Prepared Statement 사용:

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" 
    pageEncoding="UTF-8" import="java.sql.*"%>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">

<%
String uid = request.getParameter("username");
String pwd = request.getParameter("password");
String DB_URL = "jdbc:mariadb://192.168.186.130:3306/cloud_db";
String DB_USER = "mydb";
String DB_PASSWORD= "abcd1234";
ResultSet rs = null;
Connection conn = null;
PreparedStatement pstmt = null;

try {
    Class.forName("org.mariadb.jdbc.Driver");
    conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, DB_USER, DB_PASSWORD);
    
    // Prepared Statement 사용 (안전!)
    String sql = "SELECT * FROM userInfo WHERE uname=? AND pass=?";
    pstmt = conn.prepareStatement(sql);
    pstmt.setString(1, uid);   // 첫 번째 ? 에 uid 바인딩
    pstmt.setString(2, pwd);   // 두 번째 ? 에 pwd 바인딩
    
    rs = pstmt.executeQuery();
    
    if (rs.next()) {
        response.sendRedirect("index.html");
    } else {
        response.sendRedirect("login.html");
    }
    
    conn.close();
} catch(Exception e) {
    out.println(e.getMessage());
} finally {
    if (rs != null) rs.close();
    if (pstmt != null) pstmt.close();
    if (conn != null) conn.close();
}
%>

Prepared Statement 작동 원리

1. SQL 템플릿 준비:

String sql = "SELECT * FROM userInfo WHERE uname=? AND pass=?";
pstmt = conn.prepareStatement(sql);

2. 파라미터 바인딩:

pstmt.setString(1, uid);   // ? 위치에 값 설정
pstmt.setString(2, pwd);

3. 쿼리 실행:

rs = pstmt.executeQuery();

보안 메커니즘:

  • SQL 구문과 데이터를 분리
  • 사용자 입력은 단순 데이터로만 처리
  • SQL 특수문자 자동 이스케이핑
  • SQL 구문 조작 불가능

공격 시도 시:

입력: admin' OR '1'='1' --
SQL: SELECT * FROM userInfo WHERE uname='admin\' OR \'1\'=\'1\' -- ' AND pass=?
결과: 문자열 "admin' OR '1'='1' --"로 검색 → 일치하는 레코드 없음 → 로그인 실패

6.5 추가 보안 대책

입력값 검증

1. 화이트리스트 검증:

// 허용할 문자만 패턴 검사
String pattern = "^[a-zA-Z0-9]{4,20}$";
if (!uid.matches(pattern)) {
    out.println("잘못된 입력입니다.");
    return;
}

2. 특수문자 필터링:

// SQL 특수문자 제거
uid = uid.replaceAll("[';\"--]", "");

최소 권한 원칙

데이터베이스 사용자 권한 제한:

-- 읽기 전용 권한만 부여
GRANT SELECT ON cloud_db.* TO 'webuser'@'%' IDENTIFIED BY 'password';

-- 특정 테이블만 접근 허용
GRANT SELECT ON cloud_db.userInfo TO 'webuser'@'%';

에러 메시지 숨기기

개발 환경:

catch(Exception e) {
    out.println(e.getMessage());  // 상세 에러 표시
}

프로덕션 환경:

catch(Exception e) {
    out.println("로그인 중 오류가 발생했습니다.");  // 일반적인 메시지만
    // 실제 에러는 로그 파일에만 기록
    logger.error("Login error", e);
}

로깅 및 모니터링

의심스러운 활동 감지:

// 로그인 실패 횟수 카운트
if (failCount > 5) {
    // IP 차단 또는 CAPTCHA 요구
}

// SQL Injection 시도 탐지
if (uid.contains("'") || uid.contains("--") || uid.contains("OR")) {
    logger.warn("SQL Injection 시도 감지: " + uid);
}

주요 개념 요약표

구분 주요 개념 설명
가상화 VMware 가상 머신 관리 플랫폼
  VM 물리 서버 내 독립적인 가상 서버
  스냅샷 VM의 특정 시점 상태 저장
네트워크 NAT 외부 인터넷 접근, 내부 IP 사용
  Host-Only VM 간 통신만, 인터넷 차단
  Bridge 물리 네트워크 직접 연결
웹 서버 Nginx 고성능 웹 서버, 리버스 프록시
  정적 파일 HTML, CSS, JS, 이미지
  프록시 패스 요청을 다른 서버로 전달
WAS Tomcat Java 서블릿/JSP 실행 엔진
  JSP Java Server Pages (동적 웹)
  webapps 웹 애플리케이션 배포 디렉토리
데이터베이스 MariaDB MySQL 호환 오픈소스 DBMS
  JDBC Java Database Connectivity
  bind-address DB 서버 접근 허용 IP
3-Tier Presentation 웹 브라우저 (클라이언트)
  Application 웹 서버 + WAS
  Data 데이터베이스 서버
보안 SQL Injection SQL 쿼리 조작 공격
  Prepared Statement 파라미터 바인딩으로 방어
  입력값 검증 화이트리스트, 특수문자 필터링
  최소 권한 필요한 권한만 부여
Linux systemctl 서비스 관리 명령어
  netstat 네트워크 상태 확인
  vi/vim 텍스트 에디터
  apt-get 패키지 관리자 (Debian 계열)

마무리

이번 강의에서는 3-Tier 웹 애플리케이션 아키텍처를 직접 구축하고 보안 취약점을 실습했습니다. VMware와 Ubuntu를 이용해 가상 환경을 구성하고, Nginx 웹 서버, Tomcat WAS, MariaDB 데이터베이스를 단계별로 설치하여 완전한 웹 서비스 인프라를 구성했습니다.

Nginx는 정적 파일을 서비스하고 프록시 역할을 수행하며, Tomcat은 JSP를 통해 동적 콘텐츠를 생성하고, MariaDB는 사용자 정보를 안전하게 저장합니다. 이 세 계층을 연동하여 실제 동작하는 로그인 시스템을 구현했습니다.

SQL Injection 실습을 통해 입력값 검증의 중요성을 체험했습니다. 취약한 코드에서는 단순한 입력 조작만으로 인증을 우회할 수 있었으나, Prepared Statement를 사용한 안전한 코드에서는 SQL 구문과 데이터가 분리되어 공격이 차단되었습니다.

핵심 교훈:

  1. 계층 분리의 중요성: 각 계층이 독립적으로 동작하며 역할이 명확히 구분됨
  2. 보안은 설계 단계부터: 개발 초기부터 보안을 고려한 코드 작성 필요
  3. 입력값은 신뢰할 수 없음: 모든 사용자 입력은 검증하고 안전하게 처리
  4. Prepared Statement는 필수: SQL Injection 방어의 기본이자 핵심

참고 자료:

  • Nginx 공식 문서: https://nginx.org/en/docs/
  • Tomcat 공식 문서: https://tomcat.apache.org/tomcat-10.1-doc/
  • MariaDB 문서: https://mariadb.com/kb/en/
  • OWASP SQL Injection: https://owasp.org/www-community/attacks/SQL_Injection

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