"컴퓨터는 숫자를 어떻게 저장하고, 한 번에 얼마나 많이 계산할까?"

이 글에서는 CPU 내부의 표현 방식과, 현대 CPU의 핵심 기술인 SIMD 구조를 정리하겠다.

1. 데이터 표현의 기본: Bit

모든 데이터는 결국 0과 1로 표현된다.

2. 정수의 표현: 2의 보수

CPU는 음수를 표현하기 위해 2의 보수 방식을 사용한다.

2의 보수 만드는 법

1. 양수의 비트를 모두 뒤집는다 (1의 보수)
2. +1을 더한다 -> 0000 0101 -> 1111 1010 -> 1111 1011

이 방식 덕분에 CPU는 "덧셈 회로 하나로 뺄셈까지 계산할 수 있다."

3. 실수의 표현: IEEE 754

실수는 IEEE 754 부동소수점 표준으로 표현된다.

[ 부호(S) | 지수(E) | 가수(M) ]
   1bit      8bit      23bit

예시) 10.5를 IEEE 754로 표현

1. 10.5 = 1010.1 (2진수)
2. 정규화 -> 1.0101 * 2^3 (컴퓨터는 2진수로 동작하기 때문에 2의 제곱을 기준으로 소수점이 움직인다.)
3. 지수 = 3 + 127 = 130 (10000010)
4. 부호 = 0, 가수 = 0101...

-> 따라서 저장 비트: 0 10000010 01010000000000000000000

요약

SIMD의 핵심 개념

Single Instruction, Multiple Data "한 번의 명령으로 여러 데이터를 동시에 계산한다."

SIMD란?

일반적인 CPU 명령어는 한 번에 하나의 데이터 쌍만 계산한다. 하지만 비슷한 계산을 반복적으로 수행해야 하는 작업에서는 이 방식이 너무 느리다.

그래서 CPU는 SIMD라는 구조를 도입했다. "명령어는 한 번, 데이터는 여러 개"

예시)

SIMD 레지스터 구조

CPU는 SIMD를 위해 특수한 레지스터를 갖고 있다.

section .data
    A dd 1.0, 2.0, 3.0, 4.0
    B dd 5.0, 6.0, 7.0, 8.0
section .text
    global _start
_start:
    movaps xmm0, [A]    ; xmm0 = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0}
    movaps xmm1, [B]    ; xmm = {5.0, 6.0, 7.0, 8.0}

    addps xmm0, xmm1    ; xmm0 = {6.0, 8.0, 10.0, 12.0}
    mulps xmm0, xmm1    ; xmm0 = {30.0, 48.0, 70.0, 96.0}

    mov eax, 60
    xor edi, edi
    syscall

해석

• movaps: 128비트를 한 번에 복사

• addps: "Add Packed Single" - 실수 4개를 병렬로 더함
• mulps: "Multiply Packed Single" - 실수 4개를 병렬로 곱함

SIMD의 장점

실제 CPU 내부 동작

SIMD 명령은 내부적으로 ALU가 여러 개 병렬로 연결되어 있다. 즉, 하나의 명령이 내려오면

• ALU0은 첫 번째 데이터,
• ALU1은 두 번째 데이터,
• ALU2는 세 번째 데이터... 이런 식으로 같은 연산을 동시에 수행한다.

따라서 CPU는

"어떤 메모리 주소에서 데이터를 읽을지" "어떤 주소에 값을 저장할지"

이걸 알아야한다.

이 주소를 어떻게 계산하고 지정할지를 정한 규칙이 바로 메모리 주소 지정 방식이다.

데이터 이동과 관련된 어셈블리어 명령어

mov, lea, add, sub

mov

mov는 데이터 복사 명령어이다.

mov eax, [ebx]

ebx의 주소가 가리키는 값을 eax에 복사한다.

lea

lea는 주소 계산 후 로드하는 명령어이다.

lea eax, [ebx+4*ecx]

ebx+4*ecx의 주소값을 계산한 후 eax에 저장한다.

add/sub

add, sub은 덧셈, 뺄셈 연산을 하는 명령어이다.

add eax, 4
sub eax, 4

eax에 4를 더하고 4를 뺀다.

메모리 주소 지정 방식의 종류

CPU는 명령어를 실행할 때, 주소를 어떻게 계산해서 접근할 것인가에 따라서 주소 지정 방식이 달라진다.

1. 즉시 주소 지정

명령어 안에 값 자체가 직접 포함되어 있다. CPU가 메모리를 읽을 필요 없이, 명령어에 적힌 값을 그대로 사용한다.

mov eax, 10

eax에 10을 그대로 저장한다.(메모리 접근이 없어 가장 빠른 방식이다.)

2. 직접 주소 지정

명령어가 메모리의 고정된 주소를 직접 지정한다.

mov eax, [val]

section .data
val dd 1234

메모리 변수 val이 저장된 주소에 접근하여, 그 안의 값을 eax로 가져온다.

3. 간접 주소 지정

레지스터가 주소를 저장하고, 그 주소가 가리키는 메모리의 값을 읽는다.

mov eax, [ebx]

ebx가 가리키는 주소의 값이 eax에 복사된다.

4. 인덱스 주소 지정

기준 주소(base)에 인덱스 값(첨자)을 더해 접근한다.

mov eax, [ebx + esi]

ebx는 배열의 시작 주소, esi는 인덱스 역할을 한다.

eax = arr[i];

위의 C코드와 같은 의미이다.

5. 기반 주소 + 변위

기준 주소(base)에 상수(변위, displacement)를 더해서 접근한다.

mov eax, [ebx + 4]

ebx 기준으로 4바이트 떨어진 곳의 데이터를 읽는다.

6. 기반 + 인덱스 주소

기준 주소(base)에 인덱스(index) * 자료형 크기(scale)을 더해 접근한다.

mov eax, [ebx + esi*4]

ebx는 배열의 시작 주소, esi는 인덱스(배열 첨자), 4는 각 원소의 크기이다.

7. 복합 주소 지정

기준 주소, 인덱스, 변위를 모두 조합한 가장 일반적인 형태이다.

mov eax, [ebx + esi*4 + 8]

ebx + (esi*4) + 8 위치의 메모리에서 값을 가져온다.

int result = add(2, 3);

이런 코드를 쓸 때 겉으로는 단순히 함수를 호출하는 한 줄이지만, CPU 입장에서는 스택 조작, 레지스터 관리, 복귀 주소 저장 등 복잡한 절차가 일어난다.

이때 이 복잡한 과정을 누가, 어떤 순서로, 어떤 규칙에 따라 처리할지 정확히 정한 약속이 없으면 프로그램이 제대로 동작할 수 없다.

이 약속이 바로 함수 호출 규약이다.

보통 "간단한 프로그래밍 문제를 풀 때는 내 컴퓨터 1개인데 저런 규약이 왜 필요한가?" 라는 궁금증이 생겼다.

이 궁금증에 대한 대답은 이렇게 답할 수 있다.

프로그램 하나는 하나의 컴파일러로만 만들어지지 않는다.

예를 들어

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

int main() {
    printf("Hello from C Standard Library!\n");     // libc (cdecl)
    MessageBoxA(NULL, "Hi", "Windows API", 0);       // WinAPI (stdcall)
    return 0;
}

이러한 코드가 실행될 때 CPU는

1. main()은 GCC가 만든 규약(cdecl)으로 실행된다.
2. printf()는 C 표준 라이브러리 쪽에서 정의한 함수이다. 이 또한 cdecl을 따른다.
3. MessageBoxA()는 Window OS 내부의 DLL 함수이므로 stdcall 규약을 따른다.

즉, 같은 프로그램 안에서도 서로 다른 호출 규약의 함수가 공존한다.

여기서

왜 함수 호출 규약이 여러개여도 오류가 나지 않을까?

프로그램에는 1개 이상의 다양한 함수가 존재하는데, 일반적으로 함수들은 각각 함수호출규약을 가진다. 순차적으로 프로그램이 실행되며 스택에는 각 함수에 알맞는(함수호출규약에 따라) 스택프레임이 생성된다. 따라서 오류가 나지 않는다. 출처:김놀자(티스토리) - Stack Frame과 함수 호출 규약(__stdcall)

함수호출규약은 스택을 어떻게 다루는가

add(2,3)같은 함수를 호출할 때, CPU는 다음 순서로 동작한다.

1. 인자들을 스택에 push
2. call 명령으로 함수 진입
3. 함수 내부에서 새로운 스택프레임 생성
4. 함수 실행 후 ret 명령으로 복귀
5. 스택 정리 이때 "스택을 누가 정리하느냐"가 규약마다 다르다. cdecl과 stdcall을 설명하며 함께 설명하도록 하겠다.

cdecl

cdecl은 C/C++ 프로그램에 대한 호출규약이다. 함수를 호출한 호출자(caller)가 스택을 정리하는 규약이다. 예시 C코드

int add(int a, int b) {return a+b;}
int main() {add(2,3);}

어셈블리 동작

push 3    ; 두번째 인자 
push 2    ; 첫번째 인자
call add    ; 함수호출(복귀 주소 push)
add esp, 8    ; 호출자가 스택 정리(8바이트 제거)

특징

stdcall

stdcall은 주로 Windows API에서 사용되는 함수 호출 규약이다. cdecl과 달리, 피호출자(callee) 가 스택을 정리한다. 즉, 함수를 호출한 쪽에서는 스택을 복원하지 않아도 된다. 정해진 인자 개수를 가진 함수에서 효율적이다.

예시 C코드

int __stdcall add(int a, int b) { return a + b; }
int main() { add(2, 3); }

어셈블리 동작

push 3            ; 두 번째 인자
push 2            ; 첫 번째 인자
call add          ; 함수 호출 (복귀 주소 push)
; 호출자는 스택 정리하지 않음

add() 함수 내부:

mov eax, [ebp+8]  ; a
mov ecx, [ebp+12] ; b
add eax, ecx
ret 8             ; 피호출자가 스택 정리 (8바이트 제거)

특징

https://velog.io/@got1_c/Stack

스택 프레임

스택 프레임(Stack Frame)은 함수가 호출될 때 스택 내에 새롭게 형성되는 독립적인 영역이다.

이 영역에는 함수가 실행되는 동안 필요한 매개변수(Arguments), 함수 실행 후 돌아갈 복귀 주소(Return Address), 그리고 함수 내부에서 선언된 지역 변수(Local Variables) 등이 저장된다.

스택 프레임이 필요한 이유

프로그램은 한 번에 여러개의 함수를 호출할 수 있고, 재귀 호출도 가능하다.

이때, 각 함수의 매개변수, 복귀 주소, 지역 변수가 섞이지 않도록 함수마다 독립적인 저장 공간이 필요하다.

그 공간이 바로 스택 프레임이다.

call과 ret & 명령어 포인터

명령어 포인터(EIP)

CPU가 다음에 실행할 명령어의 메모리 주소를 가리키는 레지스터이다.

call

call명령은 두 가지 일을 동시에 수행한다.

1. 명령어 포인터(EIP)가 가리키는 주소값(복귀 주소)을 스택에 push한다.
2. EIP주소를 함수의 시작 주소로 바꾼다.

   ret

   ret은 스택에 저장돼 있던 복귀 주소를 pop하여 EIP에 넣는다.

   간단한 흐름 예시

   main:
    call func
    mov eax, 5 
   

func: mov ebx, 10 ret

>
1. main에서 call 실행시 EIP가 가리키는 주소값(복귀 주소)을 스택에 push
2. func의 시작 주소를 EIP로 바꿈 = func 시작
3. ebx에 10이 저장
4. 스택에 저장된 복귀주소를 pop하여 EIP에 넣음 = EIP에 `mov eax, 5`의 주소를 저장
5. eax = 5, ebx = 10이 저장됨

----
## BP(Base Pointer)
BP는 **메모리의 주소값**을 담는 레지스터이다.
### 그렇다면 BP는 어떤 때에 사용이 될까?
BP는 함수가 호출될 때, 해당 함수의 **스택 프레임**의 **기준점(base)**로 사용된다.
> 즉, 함수 내부의 **지역변수**나 **매개변수**들에 접근할 때 "스택의 어디에 있는지"를 BP를 기준으로 계산할 수 있게 해준다.

-----
## 함수 호출 과정
예를 들어, 이러한 C코드가 있을때
```c
void fn()
{
    int a = 1, b = 2, c;
    c = function(a, b, 3);
}

int function(int x, int y, int z)
{
    int sum;
    sum = x + y + z;
    return sum;
}

fn() 함수가 실행되다가 function()을 호출하면, CPU는 함수 호출을 위해 스택을 이용해 여러 가지 데이터를 차례로 저장한다. 이 과정을 단계별로 살펴보면 다음과 같다.

1.인자(Arguments) 저장

먼저 호출자(fn)는 피호출자(function)에게 전달할 인자 a, b, 3을 오른쪽에서 왼쪽 순서로 스택에 push한다. 이제 스택의 최상단(top)에는 x, y, z가 차례로 쌓여 있다.

push 3        ; z
push b        ; y
push a        ; x
call function ; 복귀 주소 push + EIP 변경

2. call 명령어 실행

1. return adress(복귀 주소) = call 다음 명령의 주소를 스택에 push
2. EIP를 function의 시작 주소로 변경

현재 스택 구조

z
y
x
return adress    <--- SP

3. 스택 프레임 생성

함수가 시작되면, 기존의 BP값을 저장하고 새로운 스택 프레임을 만든다.

push ebp        ;이전 함수의 bp 저장
mov ebp, esp    ;현재 sp를 새 bp로 설정
sub esp, 4        ;지역 변수(sum)를 위한 공간 확보

int sum

int는 4바이트이므로 top을 가리키는 주소에서 4만큼 낮은 주소로 이동시켜 그만큼의 공간을 마련해야한다.

생성된 스택프레임

z                 <---- ebp+16
y                 <---- ebp+12
x                 <---- ebp+8
return address   <---- ebp+4
previous ebp     <---- ebp
sum (local)      <---- ebp-4
ESP(top)         <---- esp

4. 함수 본문 실행

스택 프레임이 생성되면 함수의 본문이 실행된다. 함수의 본문에서는 EBP를 기준으로 지역 변수, 매개 변수에 접근할 수 있다.

sum = x + y + z

이 c코드는 어셈블리어로 다음과 같다

mov eax, [ebp+8]    
add eax, [ebp+12]   
add eax, [ebp+16]   
mov [ebp-4], eax    

5. 스택 프레임 정리 및 복귀

함수 실행이 끝나면, 스택을 정리하고 저장해두었던 return address로 돌아가기 위해 SP와 BP를 복원한다.

mov esp, ebp   ; 스택 포인터 복원 (지역 변수 제거)
pop ebp        ; 이전 함수의 EBP 복원
ret            ; 복귀 주소 pop → EIP로 이동

6. 스택 정리

ret으로 복귀하면, 스택에는 여전히 호출할 때 push했던 인자(x, y, z)가 남아 있다.

스택을 그대로 두면 ESP가 함수 호출 전 위치로 돌아가지 않기 때문에, 다음 함수 호출 시 스택이 겹치거나 주소 계산이 꼬일 수 있다.

따라서 함수 호출이 끝나면 인자들이 차지했던 공간을 해제해 스택을 원래 상태로 되돌리는 과정이 필요하다.

이 과정이 바로 “스택 정리(Stack Cleanup)”이며, 누가 이 정리를 담당하느냐(호출자 or 피호출자)는 호출 규약(Calling Convention) 에 따라 달라진다. (호출 규약은 다음 글에서 다룬다.)

궁금한점

호출규약관련된 모든것들

스택은 데이터가 들어오는 순서대로 쌓아서 저장하고 마지막에 들어온 데이터부터 꺼내서 사용할 수 있는 후입선출(LIFO,Last-In-First-Out)형태의 자료구조이다. 이러한 특징을 가진 스택은 임시데이터를 저장하거나, 함수 호출 시 복귀 주소와 인자, 지역 변수를 관리하는데 사용된다.

top

top은 스택의 최상단을 말한다. push수행 시: 스택의 최상단에 새로운 값이 들어오기 때문에 top이 한 칸 내려간다. pop수행 시: 스택의 최상단에 새로운 값이 들어오기 때문에 top이 한 칸 올라간다.

스택 포인터(SP, Stack Pointer)

스택 포인터는 top을 가리키는 주소 레지스터를 말한다. --> 마지막으로 데이터가 추가된 곳을 가리키는 레지스터

SP가 하는 역할

SP는 top을 가리키는 주소 레지스터이므로, CPU가 스택에 접근할때 항상 이 값을 기준으로 한다. 즉, top이 변하면 SP도 변한다. push: SP가 감소하고 새 데이터가 [SP]에 저장된다. pop: [SP]의 데이터를 꺼내오고 [SP]가 증가한다.

CPU에 따라서 스택의 성장 방향이 달라지기도 한다.

x86,ARM등 대부분의 CPU는 push시 아래에 데이터가 쌓이는 하향 스택을 사용하기 때문에 이 글에서도 하향 스택을 기준으로 설명하도록 하겠다.

총알을 저장하는 구조를 생각하면 이해하기 편하다.(일단 나는 그랬음)

스택의 동작

데이터를 저장하는 명령어 push pop

push

push는 스택에 데이터를 삽입하는 명령어다. 어떤 값을 스택의 맨 위(top)에 삽입(push)한다는 의미이다.

push eax = "eax에 들어있는 데이터를 스택에 저장해라"

pop

pop은 스택에서 데이터를 제거하는 명령어다. 스택 top에 저장된 데이터가 "톡 하고 빠져나온다"(pop)는 의미이다.

pop eax = "스택에서 데이터를 빼와서 eax에 저장해라"

궁금한점

왜 대부분의 CPU는 하향스택을 선택하는가?

• 힙과의 충돌 때문이라는데 추가 조사 필요

우선 어셈블리어란 무엇인가?

어셈블리어는 바이너리 코드를 사람이 읽을 수 있도록 나타낸 저수준 언어이다.

어셈블리어는 기계어와 1대1로 대응되는 가장 저수준 언어이기 때문에 하드웨어의 동작과도 밀접하게 연관되어 있다.

맛보기로 예시를 들자면 add eax, ebx 는 EAX 레지스터에 EBX 레지스터의 값을 더한 뒤, 그 결과를 다시 EAX에 저장하는 명령이다.

즉, CPU 내부의 산술논리연산장치(ALU)가 두 레지스터의 값을 더하고, 결과를 EAX로 되돌려 쓴다.

ALU는 무엇인가?

• 산술 논리 장치(Arithmetic and Logical Unit, ALU)는 산술연산과 논리연산을 계산하는 디지털 회로이다. 자세한 정보(나중에 ALU에 관해 제 블로그 써서 링크 넣을게염)

어셈블리어는 왜 공부해야할까?

어셈블리어를 왜 공부해야하는지에 대해서 컴퓨터 구조, 보안적 관점, 최적화 관점 총 3가지 관점에서 생각해보았다.

💻컴퓨터 구조 관점

컴퓨터 구조는 하드웨어(레지스터, 메모리, 캐시, 파이프라인 등)가 명령을 어떻게 처리하는지 보는 분야다.
어셈블리어는 그런 하드웨어 동작을 ‘직접 보여주는’ 언어라서, 컴퓨터 구조를 공부할 때 함께 보면 이해가 훨씬 쉬워진다.

예시

명령어(ISA)와 레지스터 동작 보기

• 어셈블리로 명령 하나하나를 보면 어떤 레지스터를 쓰고 결과를 어디에 두는지 바로 알 수 있다.
• 예시:* mov, add 같은 명령이 레지스터를 어떻게 바꾸는지 확인한다.

🔐보안적 관점

보안은 컴퓨터 시스템의 내부 동작을 이해하는 학문이다.
어셈블리어는 하드웨어와 소프트웨어의 경계를 직접 다루는 언어이므로 보안 분야에서 필수적이다.
아래는 어셈블리어가 특히 많이 쓰이는 리버싱 기반의 실무 활동들이다.

리버싱

리버싱은 컴파일된 실행 파일(바이너리)를 분석하는 과정이다. 이 과정에서 실행 파일을 분석할때 어셈블리어는 필수적이다.

리버싱을 이용한 실무 예시

1. 취약점 분석 (Vulnerability Research)

취약점 분석은 프로그램의 설계·구현상 결함을 찾아내어 악용 가능성을 평가하는 작업이다. 어셈블리 코드를 보면 함수의 스택 프레임, 메모리 접근 오프셋, 경계 검사 여부 등을 직접 확인할 수 있으므로, 버퍼 오버플로우나 잘못된 포인터 사용과 같은 결함을 정확히 식별하고 영향 범위를 평가할 수 있다.

2. 익스플로잇 개발 (Exploit Development)

익스플로잇 개발은 발견된 취약점을 실제로 악용해 시스템 동작을 제어하는 페이로드를 만드는 과정이다. 이 과정에서는 리턴 주소(EIP/RIP) 조작, 레지스터 값 설정, 시스템 콜 호출 방식 등 어셈블리 수준의 제어가 전제되어야 하므로 어셈블리 이해가 필수적이다.

3. 악성코드 분석 (Malware Analysis)

악성코드는 소스 없이 배포되는 경우가 대부분이고 난독화·패킹이 자주 사용된다. 어셈블리 수준에서 코드 흐름과 API 호출 패턴을 읽을 수 있어야 파일 암호화 루틴, 키로깅, 네트워크 통신 등 악성 행위를 분해·추적하고 대응 방안을 세울 수 있다.

⚙️최적화 관점

최적화는 코드가 하드웨어에서 더 빠르고 효율적으로 실행되도록 만드는 작업이다.
어셈블리어는 컴파일러가 실제로 내보낸 명령어 시퀀스를 그대로 보여주기 때문에, 성능 문제의 원인을 바로 확인하고 직접 개선할 수 있게 해준다.

예시

레지스터 중심 최적화

• 어셈블리를 보면 값이 메모리와 레지스터 사이에서 어떻게 오가는지 보인다.
• 예시:* 반복문 안에서 자주 쓰는 값을 레지스터에 유지해 메모리 접근을 줄이는 방식으로 성능을 개선한다.

어셈블리어 기본 문법

mov add sub cmp jmp

mov

mov는 두 번째 피연산자의 값을 첫 번째 피연산자로 복사하는 명령어다. mov eax,ebx = "ebx의 값을 eax로 복사한다."

add

add는 첫 번째 피연산자에 두번째 피연산자의 값을 더한 결과를 저장하는 명령어다. add eax, ebx = "eax에 ebx를 더한 값을 eax에 저장한다." (+=)

• 플래그 변화 (연산 결과에 따라 플래그 값이 변경된다. 추후 플래그에 대해서 더 알아보도록 하겠다.) ZF (Zero Flag): 결과가 0이면 1 CF (Carry Flag): overflow 발생 시 1 SF (Sign Flag): 결과가 음수이면 1

sub

sub는 첫 번째 피연산자에서 두 번째 피연산자의 값을 뺀 결과를 저장하는 명령어다. sub eax, ebx = “eax에서 ebx를 뺀 값을 eax에 저장한다.” (-=)

• 플래그 변화 ZF: 결과가 0이면 1 CF: Borrow 발생 시 1 SF: 결과가 음수이면 1

cmp

cmp는 두 피연산자의 값을 비교하는 명령어다. 내부적으로는 sub와 동일하게 뺄셈을 수행하지만, 결과를 저장하지 않고 플래그만 변경한다. cmp eax, ebx = "eax와 ebx를 비교한다." (eax-ebx 수행 후 결과 버림)

• 플래그 변화 ZF: 두 값이 같으면 1 (eax == ebx) CF: Borrow 발생 시 1 (eax < ebx) SF: 결과가 음수면 1 (eax < ebx)

jmp

jmp는 프로그램의 실행 흐름을 다른 위치로 이동 시키는 명령어다. -> 다음에 실행할 명령어의 주소(label)를 바꿔서 코드의 흐름을 제어 jmp label = "label 위치로 이동하여 그곳부터 실행을 계속한다."

• jmp 기본 구조

section .text
global _start
; -----------------
_start:
    jmp skip_part
; --(실행되지 않음)--
    mov eax, 1
    mov ebx, 2
; -----------------
skip_part:
    mov eax, 10
    mov ebx, 20

Register

레지스터는 CPU 내부에 위치한 임시저장공간이다.

레지스터는 다양한 종류가 있지만 여기서는 범용 레지스터와 플래그 레지스터만 다루겠다.

범용레지스터 (General Purpose Register, GPR)

x86(32비트)에는 EAX, EBX, ECX, EDX, EDI, ESI, ESP, EBP 총 8가지 범용 레지스터가 있다.

산술 연산, 반복문, 스택 관리, 메모리 접근 등 거의 모든 연산의 중심이 된다.

💡 참고: 64비트(x86-64) 환경에서는 EAX → RAX, EBX → RBX처럼
R 접두사가 붙으며, R8 ~ R15까지 추가 레지스터가 존재한다.

플래그 레지스터 (Flag Register)

플래그 레지스터는 CPU가 연산을 수행한 후
그 결과의 상태를 기록하는 상태 저장 레지스터이다.
조건문(cmp, je, jne, jg, jl 등)은 이 플래그 값을 참조하여 분기 여부를 결정한다.

💡 예시:

cmp eax, ebx    ; EAX와 EBX 비교 → EFLAGS 설정
je equal_label  ; ZF=1이면(equal) 점프 수행

추가로 조사할 점

• ALU는 무엇인가
• CPU 내부 동작 방식 (세부적으로)
• 16비트 32비트 64비트 간의 차이점
• 자리올림/내림은 어떻게 이루어지는가

section .data    ; 데이터(변수) 선언 영역
section .bss    ; 초기화되지 않은 변수 영역
section .text    ; 실행 코드 영역
global _start    ; 프로그램의 진입점

.data 초기값이 있는 변수 저장 .bss 초기값이 없는 변수 저장 .text 실제 명령어 저장 .start 프로그램 실행이 시작되는 위치

기본 실행 흐름

CPU는 프로그램을 명령어 단위로 읽고 실행한다.

1. 명령어 읽기
2. 피연산자 해석
3. 해당 동작 수행
4. 다음 명령어로 이동

   명령어 기본 형태

   명령어 목적지, 원본

   피연산자

   종료	설명	예시
   Register	CPU 내부 고속 저장 공간	eax,ebx,ecx
   Immediate	코드 안에 직접 적힌 상수	mov eax, 5
   Memory	실제 메모리 주소에 있는 값	mov eax, [num]

메모리 접근 시 반드시 대괄호 []를 써야한다.

데이터 정의(변수 선언)

word는 CPU가 한 번에 처리할 수 있는 데이터 단위(Unit)를 말한다.

예시

section .data
num dd 10    ; 정수형 변수 num = 10
msg db 'A'    ; 문자형 변수 msg ='A'

어셈블리어의 실행 단위

CPU는 명령어를 하나씩 실행하면서 현재 위치(Program Counter, PC)를 관리한다.

jmp같은 분기문이 등장하기 전까지 CPU는 .text 내부 명령을 순서대로 실행하는 단순한 구조다.

프로그램의 종료 구조

mov eax, 1    ;sys_exit 호출 번호
mov ebx, 0    ;종료 코드 0
int 0x80    ;리눅스 커널에 "프로그램 종료" 요청 (프로그램 종료)

추가적으로 알아보고 싶은 것 왜 프로그램 종료 구조는 저렇게 되는가 NASM, MASM, GAS 등 어셈블러 별 차이점과 공통점

Cross Site Request Forgery(사이트 간 요청 위조)는 사용자가 인증된 상태에서 공격자가 의도한 요청을 자동으로 수행하게 만드는 공격이다. 예를 들어, 사용자가 은행 웹사이트에 로그인한 상태에서 악성 웹페이지를 방문하면, 해당 페이지의 스크립트가 사용자의 권한으로 은행에 돈을 이체하는 요청을 보낼 수 있다.

CRSF 동작원리

CSRF 공격은 다음과 같은 과정을 통해서 이루어진다.

1. 사용자 로그인: 사용자가 웹사이트에 로그인하면, 브라우저는 세션을 유지하기 위해 쿠키를 저장한다. 2. 악성 사이트 방문: 사용자가 공격자가 만든 악성 웹페이지를 방문한다. 3. 자동 요청 전송: 악성 페이지의 스크립트가 사용자의 브라우저를 통해 웹사이트에 요청을 보낸다. 이때, 브라우저는 저장된 쿠키를 함께 전송한다. 4. 서버 처리: 웹사이트는 쿠키를 기반으로 요청을 인증된 사용자로 인식하고, 요청을 처리한다.

이러한 방식으로 공격자는 사용자의 권한을 악용하여 원하지 않는 작업을 수행할 수 있다.

CRSF 실습

DVWA CRSF 창에서 패스워드 변경 요청이 어떤 방식으로 웹 서버에 전송되는지 확인하기 위해 Burp suite를 이용해서 패킷을 스니핑한 결과 패스워드 변경 텍스트란에 입력한 값이 password_new, password_conf 파라미터에 저장되고 change 파라미터와 함께 GET 메소드를 이용하여 서버에 전송되는 것을 확인할 수 있다.

해당 요청 정보를 이용해 공격자는 피해자에게 자신이 원하는 패스워드가 설정된 URL을 전달한다. 전달된 URL로 접속했을때 패스워드 변경 요청이 웹 서버로 전송되게 되어 계정의 패스워드가 공격자가 원하는 패스워드로 변경된다.

HTML의 기본 구조는 문서 형식 선언(Doctype), 루트 요소(html), 헤드(head), 본문(Body)로 구성된다.

tag와 속성

tag

태그는 HTML 요소의 시작과 끝을 나타내는 표시자이다. 일반적으로 <열리는태그>와 </닫히는태그>로 구성된다.

속성

속성은 태그에 추가적인 정보를 부여한다. 보통 속성명 = "값" 형태로 쓰인다. 예시 <a href="https://example.com" target="_blank">링크</a>

예시 속성

속성	설명	예시
id	요소 고유 식별자 (JS, CSS에 사용)	<div id="header">
class	여러 요소에 공통 스타일 적용	<p class="notice">
style	인라인 CSS 스타일 적용	<h1 style="color:red;">
href	링크의 대상 주소	<a href="https://example.com">
src	이미지, 스크립트 등 외부 파일 경로	<img src="logo.png">
alt	이미지가 로딩되지 않을 때 표시할 텍스트	<img alt="로고">
title	마우스 올리면 툴팁 표시	<button title="저장">
type	입력창, 버튼 등의 타입 설정	<input type="text">
value	기본값 설정	<input value="홍길동">
placeholder	입력창 안내 텍스트	<input placeholder="이름 입력">

Doctype

Doctype은 문서의 형식을 브라우저에 알려주는 선언문이다. (HTML의 가장 첫 줄에 위치)

<!DOCTYPE>은 "Documeent Type DEclartaion"의 줄임말로, HTML 문서가 어떤 HTML 버전으로 작성되었는지를 웹 브라우저에 알리는 역할이다. 이를 통해 브라우저는 해당 문서를 어떤 방식으로 *렌더링 해야 할지를 결정한다.

*렌더링: 코드나 데이터를 화면에 보이도록 그림을 바꾸는 과정

html

html은 HTML 문서의 최상위 요소이며, 모든 다른 HTML 요소들을 포함하는 부모 요소이다.

<!DOCTYPE html>
<html lang="ko">
  <!-- HTML 문서의 내용 -->
</html>

<html>요소에는 lang속성이 포함될 수 있다. 만약, 영어로 작성된 문서라면 lang="en"과 같이 작성된다.

head

<head> 요소는 HTML 문서에서 사용자에게 직접 보이지 않는 메타데이터를 담는 부분이다. 웹 브라우저는 이 정보를 참고해서 문서를 어떻게 표시할지, 어떤 문자 인코딩을 쓸지, 외부 파일을 어떻게 연결할지 등을 결정한다

헤더 요소의 대표적 태그(tag) <title>: :브라우저 탭에 표시될 제목 <meta>: 문서의 특성 정보를 정의 <link>: 외부 CSS 파일 등과 연결 <style>: 문서 안에 직접 CSS 작성 <script>: JavaScript 코드 삽입 또는 외부 JS 파일 연결 <base>: 문서 내 모든 링크의 기본 RL 지정

body

<body> 요소는 HTML 문서의 실제 내용을 담고 있는 본문이다. 웹 페이지를 구성하는 모든 텍스트, 이미지, 링크, 테이블, 폼 등의 콘텐츠는 <body> 요소 내에 포함된다.

바디 요소의 대표적 태그(tag) <h1> ~ <h6>: 제목 (헤딩)
<p>: 문단 (paragraph)
<img>: 이미지 삽입
<a>: 하이퍼링크
<ul>, <ol>, <li>: 리스트 (unordered, ordered, list item) <div>, <span>: 구역 및 인라인 요소 (CSS와 함께 자주 사용)
<table>: 표
<form>: 입력 폼 (로그인, 회원가입 등)
<button>, <input>: 버튼 및 입력 필드
<script>: JavaScript 코드

JavaScript 기본 문법 정리

1. alert()

브라우저에서 팝업 창을 띄워 알림을 보여주는 함수이다.

alert("안녕하세요!"); // 알림창에 메시지를 표시

• 사용자의 입력은 받을 수 없고, 확인 버튼만 있는 단순한 알림

2. location.href

location.href는 현재 페이지의 URL을 가져오거나, 변경하여 이동 할 수 있는 속성이다.

console.log(location.href); // 현재 URL 출력

// 다른 페이지로 이동
location.href = "https://www.google.com";

• 링크 클릭 없이도 페이지 이동을 JS로 제어할 수 있다.

  3. document.cookie

  document.cookie는 웹 페이지에서 쿠키를 읽거나 설정하는 데 사용된다.

  // 쿠키 설정
  document.cookie = "username=shinwon; path=/;";
  

// 쿠키 확인 console.log(document.cookie); // 출력: "username=shinwon"

* 쿠키는 문자열로 저장되며, ```;```로 여러 항목을 구분한다.

## 4. 이벤트 핸들링
### `onclick`
```onclick```이벤트는 클릭 동작이 발생했을 때 실행할 코드를 지정한다.
```html
<button onclick = "alert('버튼이 클릭되었습니다!')">클릭</button>

또는 JavaScript로 직접 설정할 수 있다.

document.getElementById("btn").onclick = funtion() {
  alert("클릭 이벤트 발생!");
};

onerror

onerror는 이미지나 스크립트가 로딩에 실행했을 때 실행된다.

<img src="없는이미지.png" onerror="alert('이미지를 불러올 수 없습니다.')">

• 주로 이미지 대체 처리나 로깅 용도로 활용된다.

XSS 실습

XSS란?

XSS는 웹 페이지에 악성 스크립트를 삽입하여 사용자에게 실행되도록 만드는 공격이다. 주로 사용자의 쿠키 탈취, 세션 하이재킹, 피싱 등으로 이어질 수 있다.

1.Reflected XSS

공격자가 악성 스크립트가 담긴 URL을 생성하여 메일 등을 통해 사용자에게 전달한 후 실행하도록 하는 공격

What's your name? 에 got1을 입력하니 입력한 값이 URL을 통해 서버로 전송되고 페이지를 구성한다는 것을 알 수 있다. 위의 URL을 수정하여 google.com으로 웹 페이지를 변경해보겠다. http://localhost/vulnerabilities/xss_r/?name=<script>location.href="https://www.google.com"</script>을 작성하고 Enter을 누르면 구글로 웹페이지가 변경되는 것을 확인할 수 있다.

2. Stored XSS

• 서버 DB 등에 저장 -> 나중에 다른 사용자가 그 페이지에 들어오면 자동 실행된다.
• 위험도 매우 높다.(피싱, 세션 탈취 등)

위 이미지와 같이 Message 부분에 웹 페이지에 쿠키를 팝업창에 띄워주는 스크립트를 작성하고 Sign Guestbook에 저장하면 이 페이지에 접속할때마다 쿠키 정보를 알려주는 팝업창이 뜨게 된다.

3. DOM-based XSS

DOM 구조를 이용하여 요소들을 수정하거나 추가하는 등 동적 행위를 할 때 접근하는 JavaScript에 악성 스크립트를 삽입하여 클라이언트 측 브라우저에서 악성 스크립트가 실행되도록 하는 공격

Select 버튼을 클릭하면 위 URL에 default라는 이름의 매개변수 값이 설정되는 것을 확인할 수 있다. 위 URL 매개변수 값을 임의로 수정하여 전송하면 English가 수정한 매개변수 값으로 바뀐 것을 확인할 수 있다. default 매개변수의 값을 사용자가 직접 URL로 조작가능한 것을 확인할 수 있다.

default 매개변수 값에

<script>document.write(document.cookie)</script>
``` 을 입력하면 드롭다운 목록 최상위에 document.cookie 값이 나오는 것을 확인할 수 있다.

궁금한점

http://localhost/vulnerabilities/xss_r/?name=%E3%85%87%E3%84%B4#

name전에 ?는 무엇인가

ls List의 약자로 해당 디렉터리(폴더)에 있는 파일 목록을 나열하는 명령어 cd Change Directory의 약자로 디렉터리를 이동하는 명령어 pwd Print Working Directory의 약자로 현재 디렉터리의 전체 경로를 화면에 표시하는 명령어 mkdir Make Directory의 약자로 새로운 디렉터리를 생성하는 명령어 touch 크기가 0인 새 파일을 생성하거나 생성된 파일이 존재한다면 파일의 최종 수정 시간을 변경하는 명령어 cp Copy의 약자로 파일이나 디렉터리를 복사하는 명령어 mv Move의 약자로 파일이나 디렉터리의 이름을 변경하거나 다른 디렉터리로 옮길 때 사용하는 명령어 rm Remove의 약자로 파일이나 디렉터리를 삭제하는 명령어 rmdir Remove Directory의 약자로 디렉터리를 삭제하는 명령어 (파일이 있는 디렉터리를 삭제하려면 rm -r 명령을 실행해야한다.) cat Concatenate의 약자로 파일 내용을 화면에 출력하는 명령어 whoami 현재 명령을 실행하고 있는 사용자 이름 출력 id 사용자 id, 그룹 id, 속한 그룹 목록을 보여주는 명령어 ping 다른 시스템에 네트워크 요청을 보내는 명령어

Command Injection 공격 원리

Command Injection은 SQL injection과 같이 유저의 입력을 받는 과정에서 발생하는 보안 취약점으로 쉘 명령어를 조합하여 다양한 기능을 수행하게 도와주는 쉘 메타 문자를 통해 발생한다.

Command Injection 취약점 실습

DVWA 웹 페이지에서 Command injection을 들어간다. Enter an IP address: 에 입력한 IP를 대상으로 일반적인 ping 명령어를 수행하는 기능이 구현되어져 있다.

위 기능을 구현한 소스코드를 살펴보면 텍스트 란에 입력한 값이 아무런 검증 없이 target이라는 매개변수에 저장되어 ping 명령어 뒤쪽에 입력되어 사용되어지는 것을 확인할 수 있다.

따라서 ping 명령어 뒤쪽에 다양한 쉘 메타 문자를 입력하여 추가적으로 다른 시스템 명령을 수행할 수 있을 것 같다. 이렇게 127.0.0.1; cat /etc/passwd를 입력하면 사용자 계정 정보가 담긴 파일 내용이 추가로 출력된다.

SQL은 *관계형 데이터 베이스에서 데이터를 관리하고 처리하기 위한 프로그래밍 언어이다. 즉, 데이터베이스에서 저장된 정보를 검색, 삽입, 수정, 삭제하는 데 사용되는 언어이다.

*관계형 데이터 베이스: 데이터가 열과 행의 테이블에 데이터를 저장하는 데이터베이스

SQL 기본 문법

SQL 문법 공부 및 실습 사이트

1. SELECT - 데이터를 조회할 때

SELET 가져올 열을 지정(열_이름, *(모든 열을 가져올때))

2. FROM - DB 지정

FROM 데이터를 가져올 테이블 이름 지정

3. WHERE - 조건식 지정

WHERE 조건을 지정해서 필터링

4. ORDER BY - 결과 정렬

5. DISTINCT - 중복 제거

ORDER BY ASC(오름차순), DESC(내림차순)

6. LIMIT - 결과 개수 제한

7. OFFSET - 건너뛰기

SELECT DISTINCT 열1, 열2, ...
FROM 테이블명
WHERE 조건
ORDER BY 열 [ASC|DESC]
LIMIT 개수 OFFSET 시작위치;

8. INSERT - 데이터 추가

INSERT 새 데이터를 테이블에 추가

9. UNION - 합치기

UNION SELECT 결과들을 이어붙임

SQL Injection 개념 이해

SQL Injection은 사용자 입력값을 검증하지 않는 경우 설계된 쿼리문에 의도하지 않은 쿼리를 임의로 삽입할 수 있는 공격이다. 공격자는 쿼리를 악의적으로 주입하여 데이터베이스의 데이터를 무단으로 탈취할 수 있다.

DVWA SQL Injection 취약점 실습

DVWA 웹 페이지에서 SQL Injection에 들어간다. (보안 레벨은 low로!!)

User ID:에 1,2,3,4,5를 넣었을때 지정된 First name과 Surname이 나온다.

이때 SQL Injection의 쿼리를 분석해보았을때 전송된 SQL 구문은 다음과 같다. SELECT first_name,last_name FROM users WHERE user_id = '$id';

이때 $은 PHP 변수 기호이다. 사용자가 URL로 보낸 값(?id=1)을 받아오는 PHP변수이다. (아무런 검증 조치 없이 저장됨)

따라서 WHERE구문을 우회할 수 있는 or 연산자와 언제나 참이되는 값을 입력하여 전송한 결과는 데이터베이스에 저장된 모든 계정의 first_name과 last_name이 출력되는 모습을 확인할 수 있다. (ex -> ' or 1=1-- 입력 ->전송된 SQL구문 = SELECT first_name,last_name FROM users WHERE user_id = '' or 1=1 -- ; 이러한 방식으로 로그인 폼을 우회하여 접속을 할 경우 가장 첫 번째로 생성된 계정의 권한으로 로그인 되는데 보통 관리자 권한의 계정인 경우가 많아 공격에 많이 활용된다고 한다.

ORDER BY, UNION 활용하여 공격

ORDER BY를 활용하여 원본 SELECT가 검색하는 열의 개수를 알아내는 공격이다. 해당 공격을 수행하는 이유는 뒤에 나올 UNION을 이용한 공격을 수행하기 위해 우선 열의 개수를 알아내야하기 때문이다.

1' ORDER BY 1 -- 와 1' ORDER BY 2 --의 first_name과 last_name의 출력은 잘 나온다. 하지만 1' ORDER BY 3 #을 했을때는 위 내용 처럼 3열을 찾을 수 없다며 에러가 뜬다. 즉, SELECT문이 검색하는 열의 개수는 2개인 것을 확인할 수 있다.

ORDER BY를 활용하여 알아낸 열의 개수를 기반으로 UNION을 작성하고 database()함수와 version(), user()을 입력하여 DB이름, DBMS 정보, 사용자를 조회하는 공격을 수행할 수 있다. null은 출력 안 되는 자리, database()는 출력될 자리로 선택

Burp Suite 사이트에 접속하여 자신의 상황에 맞는 버전을 설치한다. _주의!! _Burp Suite Community Edition 설치해야한다. burp suite 설치후 next를 2번 누르면 위 화면이 나온다.

상단의 proxy를 클리하고 intercept off를 클리하여 intercept on으로 바꿔준다.

Burf Suited의 내장 브라우저를 열어 dvwa에 대한 요청과 응답 분석

request

GET / HTTP/1.1
Host: localhost
sec-ch-ua: "Chromium";v="135", "Not-A.Brand";v="8"
sec-ch-ua-mobile: ?0
sec-ch-ua-platform: "macOS"
Accept-Language: ko-KR,ko;q=0.9
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/135.0.0.0 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,...
Sec-Fetch-Site: none
Sec-Fetch-Mode: navigate
Sec-Fetch-User: ?1
Sec-Fetch-Dest: document
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Connection: keep-alive

활동을 하며 궁금한점

• 웹 브라우저에 한번 검색하면 많은 요청과 응답이 오가는 이유

http란?

• HTML 문서를 교환하기 위해 만들어진 프로토콜이다.
• http는 기본적으로 요청/응답 구조로 되어있다. -> 클라이언트가 http request를 서버에 보내면 서버는 http response를 보내는 구조

HTTP request 구조

http request 구조는 공백을 제외하고 3가지 부분으로 나뉜다.

• start line
• headers
• body

  start line

  • http method

  • 요청의 의도를 담고 있는 GET, POST, PUT, DELETE등이 있다.

    • request target

  • http request가 전송되는 목표 주소

    • http version

  • version에 따라 request 메세지 구조나 데이터가 다를 수 있어

    headers

    해당 request에 대한 추가 정보를 담고 있는 부분 헤더도 크게 3가지 부분으로 나뉜다. (general, request, entity) Key : Value 형태로 구성

• Host 요청하려는 서버 호스트 이름과 포트번호
• User-agent 클라이언트 프로그램 정보. 이 정보를 통해 서버는 클라이언트 프로그램(브라우저)에 맞는 최적의 데이터를 보내줄 수 있다.
• Referer 바로 직전에 머물렀던 웹 링크 주소 
• Accept 클라이언트가 처리 가능한 미디어 타입 종류 나열
• If-Modified-SinceIf-Modified-Since 여기에 쓰여진 시간 이후로 변경된 리소스 취득. 페이지가 수정되었으면 최신 페이지로 교체한다.
• Authorization 인증 토큰을 서버로 보낼 때 쓰이는 Header
• Origin 서버로 Post 요청을 보낼 때 요청이 어느 주소에 시작되었는지 나타내는 값. 이 값으로 요청을 보낸 주소와 받는 주소가 다르면 CORS(Cross-Origin Resource Sharing) 에러가 발생한다.
• Cookie 쿠키 값이 key-value로 표현된다.

  body

  http request가 전송하는 데이터를 담고 있는 부분 전송하는 데이터가 없다면 body 부분은 비어있다.

HTTP response 구조

http response 구조도 공백 제외하고 3가지 부분으로 나뉜다.

• status line
• headers
• body

  

  status line

  http response의 상태를 간략하게 나타내주는 부분

• http version
• status code: 응답 상태를 나타내는 코드
• status text: 응답 상태를 간결하게 설명해주는 부분

  HTTP/1.1 200 OK
  [HTTP version] [Status Code] [Status Text]
  >
  >> #### headers - request의 headers와 동일
  >
  >> #### body - request의 body와 일반적으로 동일
  

주요 메서드 특징 정리

GET 메서드

GET 메서드는 서버에서 특정 데이터를 가져와 클라이언트가 조회할 수 있도록 보여주는 용도의 메소드이다.

GET 메서드 사용방법

URL의 끝에 ?를 붙이고, 요청정보가(Key=value)의 해시맵 형태의 쌍을 ?뒤에 붙여서 서버로 전송한다. 요청정보가 여러개일 경우 '&'로 구분한다. ex)www.url.com?name1=value1&name2=value2

GET 메서드 특징

• URL에 요청 정보를 붙여서 전송하며, 요청 정보가 이어붙기 때문에 길이 제한이 있어 대용량의 데이터를 전송하기 어렵다.
  • 한번 요청시 전송 데이터의 양(url+파라미터)은 255자로 제한된다.
• URL에 정보들이 그대로 노출되기 때문에 POST 방식에 비해 보안에 취약하다.
• http 패킷의 body는 비어있는 상태로 전송
  • body의 데이터 타입을 표현하는 'Content-Type'필드도 http request headers에 들어가지 않음
• GET 메서드는 캐싱을 사용할 수 있어 POST방식보다 빠르다

POST 메서드

POST 메서드는 클라이언트가 서버의 값이나 상태를 바꾸기 위한 용도의 메소드이다.

POST 메서드 사용 방법

요청 정보를 http 패킷의 body안에 숨겨 서버로 전송한다. request header의 Content-Type에 해당 데이터 타입이 표현되며, 전송하고자하는 데이터 타입을 적어주어야 한다. ex)

POST /members HTTP/1.1 
Content-Type: application/json
{
    "username": "hello",
    "age": 20 
}

POST 메서드 특징

• body 안에 요청정보를 숨겨 서버에 전송하기 때문에 GET 방식보다 보안상 안전하다.
• body 안에 요청정보를 숨겨 서버에 전송하기 때문에 대용량의 데이터를 전송하기에 적합하다.
• POST 요청은 GET 방식과는 다르게 캐시되지 않으며 브라우저 히스토리에 남지 않는다.
• 클라이언트에서 데이터를 인코딩하여 서버로 전송하고, 이를 받은 서버에서 해당 데이터를 디코딩한다.

http 상태코드

위에서 http response 구조에서 status line에 status code가 http의 상태 코드이다.

http 상태코드는 왜 필요한가?

클라이언트가 보낸 요청을 서버가 어떻게 처리했는지 한번에 알려주는 3자리 숫자이다. status line에 들어가며, 5개 범주로 나뉜다.

• 1XX: Informational(정보 제공) -임시 응답으로 현재 클라이언트의 요청까지는 처리되었으니 계속 진행하라는 의미
• 2XX: Success
  • 클라이언트의 요청이 서버에서 성공적으로 처리되었다는 의미
• 3XX: Redirection
  • 완전히 처리를 위해서 추가 동작이 필요한 경우이다. 주로 서버의 주소 또는 요청한 URL이 웹 문서가 이동되었으니 그 주소로 다시 시도하라는 의미이다.
• 4XX: Client Error
  • 없는 페이지를 요청하는 등 클라이언트의 요청 메시지 내용이 잘못된 경우를 의미
• 5XX: Server Error
  • 서버 사정으로 메세지 처리에 문제가 발생한 경우

HTTP의 stateless 보완 방법

stateless란?

http의 비연결성 특징으로 인해 서버는 클라이언트를 식별할 수 없는데, 이를 stateless라 한다. --> 매번 새로운 인증을 해야하는 번거로움이 발생

상태를 기억하는 방법

1. 쿠키 쿠키는 웹 브라우저가 보관하는 데이터이다. 웹 서버는 쿠키를 생성하여 웹 브라우저에 정보를 전송 할 수 있다. 쿠키는 key-value 형태로 웹 브라우저의 쿠키 저장소에 저장된다. 서버로부터 쿠키를 전달 받은 웹 브라우저는 이후 웹 서버에 요청을 보낼 때 쿠키를 헤더에 실어서 함께 전송한다. 이를 이용하여 웹 서버와 클라이언트는 필요한 값을 공유하고 상태를 유지할 수 있다. 클라이언트에 보관된 쿠키는 유효기간 설정이 가능하다. 유효기간을 설정하지 않을 시에는 브라우저 종료와 함께 종료된다. 하지만 쿠키만으로 로그인을 구현하는 것에 한계가 존재한다. 쿠키는 네트워크를 통해 전달되기 대문에 중간에 쿠키를 탈취할 수 있다는 취약점이 있다. 이를 보완하고자 세션을 사용한다.

2. 세션 세션도 마찬가지로 클라이언트의 상태를 저장할 수 있다. 쿠키와 다른 점은 쿠키는 각 브라우저의 별도 쿠키 저장소에 저장되는 반면에 세션은 서버에 저장된다.

   웹 브라우저는 각각 별도의 세션을 갖는다. 각 세션을 구분하기 위해 고유 ID를 할당하고, 웹 서버는 각 브라우저에 세션 ID를 전송한다. 우베 브라우저는 웹 서버에 연결 시 매번 세션 ID를 보내서 웹 서버가 어떤 세션을 사용할지 알 수 있도록 한다. 이때, 웹 서버와 웹 브라우저가 세션 ID를 주고받기 위해서 사용하는 것이 쿠키이다. 세션은 브라우저가 아닌 서버에서 사용자 정보를 저장하는 구조이기에 쿠키보다는 안전하다. 하지만 세션 정보도 중간에 탈취 당할 수 있기에 보안에 완벽하다고 할 수 없다. 또한 세션을 사용하면 서버의 메모리를 차지하게 되고 동시 접속자가 많은 서비스일 경우 서버 과부화의 원인이 된다.

앱이 실행되는 작은 가상 컴퓨터(필요한 것만 갖고 있고, 빠르게 실행)

VM과 Container의 차이점

VM - 독립적인 플랫폼을 하나씩 증가시킬 때마다 불필요한 OS를 만드는 작업이 요구된다. Container - 하나의 Host OS위에서 마치 각각의 독립적인 프로그램처럼 관리되고 실행된다.

Docker image란?

도커 이미지란 컨테이너를 만들기 위한 '설치 패키지 테플릿' 이다.

• 이미지 = 애플리케이션 + 실행환경 + 설정 파일 + OS 라이브러리 + 명령어들
• 이미지는 변하지 않는 구조로 저장
• 이미지로부터 컨테이너를 실행하면, 그때 실제로 돌아가는 프로그램이 만들어짐

Docker란?

Docker는 애플리케이션을 컨테이너(Container)라는 단위로 패키징하고 실행할 수 있게 해주는 가상화 플랫폼이다.

특징: Docker는 클라이언트-서버 아키텍처이다. 도커 클라이언트와 도커 데몬이 RestApi를 사용하여 통신

1. Docker Client

클라이언트는 도커 데몬에게 RestApi 요청을 보내서 실제 작업을 요청한다. ex)

2. Docker Daemon

백그라운드에서 동작하며, 이미지 빌드, 컨테이너 실행, 네트워크 관리 등 실제 작업을 수행하는 핵심 엔진이다.

3. Docker Registry

도커 이미지를 업로드하고 다운로드할 수 있는 중앙 저장소

왜 Docker가 필요할까?

1. 환경 일치성

다양한 환경에서 동일한 실행 환경을 보장한다. 개발 환경과 운영 환경의 차이로 인한 문제를 방지하며, 응용 프로그램을 어디서든 실행 할 수 있다.

2. 편리한 배포

도커 컨테이너는 이미지로 패키징되어 배포되므로, 애플리케이션 배포가 간단해진다. 이미지를 공유하거나 배포할 때 용이하며, 빠른 확장이 가능하다.

3. 격리된 환경

도커는 각 컨테이너를 격리된 환경으로 실행하므로, 하나의 컨테이너에서 발생한 문제가 다른 컨테이너에 영향을 주지 않는다.

4. 자원 표율성

가상 머신과 비교해 더 가볍고 빠르며, 호스트 시스템의 리소스를 효율적으로 활용할 수 있다.

5. 스케일링

컨테이너 기반 아키텍처는 쉬운 스케일링이 가능하여 요구에 따라 응용 프로그램을 확장할 수 있다.

Docker Desktop 설치

Docker 홈페이지에 접속하여 자신에게 알맞는 버전을 설치하면 된다.

DVWA 이미지 다운로드 및 컨테이너 실행(Mac 기준)

1. terminal을 실행시켜docker pull vulnerabels/web-dvwa를 입력한다. 위 사진과 같이 docker image가 생성된 것을 확인 할 수 있다.

2. terminal에 docker run -d -p 80:80 vulnerables/web-dvwa를 입력한다. 위 사진과 같이 컨테이너를 실행시킨 것을 확인 할 수 있다.(localhost 80포트에서 웹 서버 실행)

3. localhost:80에 접속 사진 속 네모 안의 부분을 클릭하여 접속한다.

Username: admin Password: password를 입력한다.

4. 로그인 후 아래에서 Create / Reset Database 버튼 클릭
5. 다시 로그인 창으로 돌아가지면 Username: admin Password: password를 다시 입력하면 웹 해킹할 가상환경 구축이 완료된다.

DVWA 설정 초기화 및 보안 레벨 설정

• DVWA 상단 메뉴에서 Setup/Reset DB에 들어간다.
• 아래의 Create/Reset Database를 클릭 --> 내부 DB 및 설정 초기화

보안 레벨 설정 방법

1. 메뉴에서 DVWA Security에 들어간다.
2. 보안수준을 선택한다.
3. 선택 후 Submit을 클릭한다.