마이크로서비스 인증·인가 패턴: OAuth2, mTLS, JWT 비교 심층 분석

 

마이크로서비스 인증·인가 패턴: OAuth2, mTLS, JWT 비교 심층 분석

현대의 소프트웨어 아키텍처는 모놀리식(Monolithic) 시스템에서 점차 마이크로서비스 아키텍처(Microservices Architecture)로 전환되고 있습니다. 이 전환은 확장성, 민첩성, 독립적 배포 등 다양한 이점을 제공하지만, 동시에 서비스 간 통신의 보안이라는 새로운 문제를 초래합니다. 각 서비스가 독립적으로 실행되고 서로 통신하는 구조에서는 인증(Authentication)과 인가(Authorization)를 체계적이고 안전하게 처리하는 것이 매우 중요합니다.

본 글에서는 마이크로서비스 환경에서 가장 널리 사용되는 인증·인가 기술인 OAuth2, mTLS, JWT를 심층적으로 분석하고, 각각의 특성과 적용 시 고려해야 할 점들을 구체적으로 비교해보겠습니다.

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1. 마이크로서비스에서 인증·인가의 중요성

마이크로서비스 환경은 다양한 독립적 서비스가 상호작용합니다. 이때 모든 서비스 간 통신은 다음을 보장해야 합니다.

• 인증(Authentication): 요청자가 누구인지 확인
• 인가(Authorization): 요청자가 해당 요청을 수행할 권한이 있는지 확인
• 무결성(Integrity): 데이터가 중간에서 변조되지 않았음을 보장
• 기밀성(Confidentiality): 데이터가 제3자에게 노출되지 않도록 보호

이러한 요구사항을 충족하기 위해 다양한 인증·인가 메커니즘이 활용되며, 그중 대표적인 방식이 OAuth2, mTLS, JWT입니다.

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2. OAuth2: 외부 사용자 인증 및 인가를 위한 표준 프로토콜

2.1 OAuth2 개요

OAuth2는 제3자 애플리케이션이 리소스 소유자의 권한을 위임받아 보호된 리소스에 접근할 수 있도록 하는 인증 및 인가 프레임워크입니다. 직접적인 인증(Authentication) 프로토콜은 아니지만, 다양한 인증 확장(OIDC 등)을 통해 인증 수단으로도 사용됩니다.

핵심 개념

• Resource Owner: 보호된 리소스의 소유자(주로 사용자)
• Client: 리소스에 접근하려는 애플리케이션
• Authorization Server: 권한 부여 및 토큰 발급 담당
• Resource Server: 보호된 리소스를 제공하는 서버

흐름 예시

1. 사용자가 Client를 통해 Authorization Server에 인증
2. Authorization Server가 Access Token 발급
3. Client가 Access Token을 사용해 Resource Server에 요청

2.2 OAuth2 장단점

장점

• 사용자 인증 및 권한 위임 표준화
• 다양한 플로우(Authorization Code, Client Credentials 등) 지원
• SSO(Single Sign-On) 구현 용이

단점

• 설정 복잡도 높음
• Access Token 저장 및 보호 이슈
• Refresh Token 및 세션 관리 필요

2.3 마이크로서비스 적용 방식

• 개별 서비스가 Authorization Server에 토큰 검증 요청
• 혹은 내부 서비스가 자체적으로 JWT를 검증하여 인증 처리
• 주로 외부 사용자 인증, B2C 플랫폼에 적합

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3. mTLS: 서비스 간 통신의 강력한 신원 확인

3.1 mTLS 개요

**mTLS(mutual TLS)**는 TLS(Transport Layer Security) 통신의 확장으로, 양쪽 통신 주체 모두가 서로를 인증하는 방식입니다. 클라이언트와 서버 모두 X.509 인증서를 사용하여 자신의 신원을 증명합니다.

흐름 예시

1. 클라이언트와 서버 모두 TLS 핸드셰이크 과정에서 인증서 제시
2. 서로의 인증서를 검증하여 신원 확인
3. 암호화된 안전한 채널로 데이터 통신

3.2 mTLS 장단점

장점

• 네트워크 계층에서 자동으로 강력한 신원 검증
• 데이터 무결성과 기밀성 보장
• 인증 실패 시 연결 자체 차단

단점

• 인증서 발급 및 갱신 관리 복잡
• 스케일 아웃 시 인증서 배포 부담
• 인가(Authorization)는 별도로 처리 필요

3.3 마이크로서비스 적용 방식

• 서비스 사이드카(예: Envoy)가 mTLS 통신 담당
• 서비스 ID를 인증서 Subject Alternative Name(SAN)에 기록
• 서비스 메시(Istio, Linkerd) 내에서 기본 활성화
• 주로 서비스 간 내부 통신 보안 강화에 사용

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4. JWT: 경량화된 토큰 기반 인증·인가 메커니즘

4.1 JWT 개요

**JWT(Json Web Token)**는 JSON 포맷으로 인코딩된, 서명된 인증 정보 토큰입니다. 클라이언트가 서버로부터 발급받은 JWT를 API 요청 시마다 전송하여 자신을 인증하고 필요한 권한을 주장합니다.

구조

• Header: 타입과 서명 알고리즘
• Payload: 사용자 정보(Claim)
• Signature: 비밀키 기반 서명

흐름 예시

1. 사용자 인증 후 JWT 발급
2. 클라이언트가 API 요청 시 JWT를 Authorization 헤더에 포함
3. 서버가 JWT 서명을 검증하고 정보 추출

4.2 JWT 장단점

장점

• 무상태(Stateless) 인증: 서버 세션 관리 불필요
• 자체 포함(Self-contained)된 인증/인가 정보
• 손쉬운 확장성(클레임 추가 가능)

단점

• 토큰 탈취 시 만료될 때까지 악용 가능
• 토큰 크기가 커질 수 있음
• 즉각적인 토큰 폐기 어려움(Refresh 필요)

4.3 마이크로서비스 적용 방식

• 사용자 인증 후 중앙 Authorization Server가 JWT 발급
• 각 마이크로서비스는 JWT 검증을 통해 인증 및 인가 수행
• 주요 사용자 기반 서비스, API Gateway 인증에 적합

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5. 세 가지 방식 비교 분석

항목 OAuth2 mTLS JWT

인증 대상	사용자 및 클라이언트	서비스 인스턴스 간	사용자 및 클라이언트
인가 기능	제공(OAuth Scope)	별도 구현 필요	클레임 기반 자체 인가 가능
통신 보안	HTTPS 필요	TLS 기반 자체 보장	HTTPS 필요
복잡도	중간~높음	높음	낮음
무상태 지원	가능(Access Token 기반)	연결 기반(세션 필요)	가능
주요 활용 사례	사용자 인증/SSO/API 인증	서비스 간 내부 통신	API 인증, 내부 서비스 인가
확장성	높음(OIDC 등 확장)	인증서 관리 부담	클레임 확장 용이

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6. 실전 적용 전략

외부 사용자 인증/인가가 필요한 경우:

• OAuth2+OIDC(OpenID Connect) 조합을 활용하여 사용자 인증
• Access Token 발급 및 JWT로 내부 API 호출

내부 서비스 간 통신 보안 강화가 필요한 경우:

• 서비스 메시 기반 mTLS 활성화
• 서비스 ID 기반 세밀한 접근 제어(RBAC) 추가

API Gateway 경량 인증/인가가 필요한 경우:

• JWT 기반 Access Token 검증 및 클레임 인가 처리
• 토큰 리프레시 전략 적용하여 보안성 강화

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7. 결론

마이크로서비스 환경에서는 단일한 인증·인가 방식으로는 모든 요구사항을 만족시키기 어렵습니다. OAuth2, mTLS, JWT는 각각의 강점과 약점을 가지고 있으며, 시스템 요구사항, 보안 목표, 운영 복잡도에 따라 적절히 조합하여 사용해야 합니다.

• 외부 사용자 인증 → OAuth2 + JWT
• 내부 서비스 보안 → mTLS + 서비스 메시
• 경량화된 API 인증 → JWT

이처럼 상황에 따라 하이브리드 전략을 구축하고, 인증·인가를 체계적으로 설계해야만 마이크로서비스 시스템을 안전하고 탄탄하게 운영할 수 있을 것입니다.