마이크로서비스에 '신분증'이 필요하다고? Istio가 SPIFFE를 선택한 진짜 이유 🕵️‍♂️

안녕하세요! 여러분의 MSA 여정을 함께하는 블로그입니다. 오늘은 쿠버네티스 환경에서 마이크로서비스를 운영할 때 한 번쯤은 마주쳤을 법한 '신뢰' 문제에 대해 깊이 파고들어 보려고 합니다.

 

수많은 서비스들이 정신없이 떠다니는 클러스터 안에서, 서비스 A는 서비스 B를 어떻게 믿고 통신할 수 있을까요? 마치 영화 속 스파이처럼 서로의 정체를 확인해야 하는 상황이죠. 🕵️‍♀️

 

이 복잡한 신원 확인 문제를 Istio는 어떻게 해결하고 있을까요? 그 비밀의 열쇠는 바로 SPIFFE에 있습니다.

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🤔 기존 방식의 문제점: "IP 주소, 못 믿겠어!"

과거에는 서버의 IP 주소를 기반으로 방화벽 규칙을 설정하고 서로를 식별했습니다. "10.0.1.10에서 온 요청은 '결제 서비스'일 거야. 허락해 주자!" 와 같은 방식이었죠.

하지만 컨테이너와 쿠버네티스의 시대에서는 이런 방식이 더 이상 통하지 않습니다.

• 동적인 IP 주소 🌊: 파드(Pod)는 언제든지 죽고 다시 살아날 수 있습니다. 이때마다 IP 주소가 바뀌죠. IP 주소는 더 이상 고정된 신원이 될 수 없습니다.
• 보안의 허점 🔓: 같은 노드(Node)에 배포된 파드들은 서로를 어떻게 믿을 수 있을까요? IP 주소만으로는 진짜 '결제 서비스'인지, 아니면 '결제 서비스'를 사칭하는 악성 파드인지 구분하기 어렵습니다.

결국 우리는 "어디서 왔는가(where)"가 아닌, "누구인가(who)"에 집중해야 합니다. 바로 워크로드 아이덴티티(Workload Identity)의 개념이 등장하는 순간입니다.

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✨ 구세주 등장: 모두를 위한 보안 프로덕션 신원 프레임워크, SPIFFE

SPIFFE(Secure Production Identity Framework for Everyone)는 이름 그대로 모든 워크로드에게 안전하고 표준화된 신원을 부여하기 위한 '프레임워크'이자 '표준 규격'입니다. 특정 소프트웨어가 아니라, "워크로드의 신분증은 이런 형식이어야 하고, 이렇게 발급하고 검증해야 한다"는 약속이죠. 📜

 

Istio는 이 SPIFFE 표준을 채택하여 서비스 메시 내의 모든 워크로드에 고유한 신원을 부여합니다.

SPIFFE의 핵심 구성 요소 ✌️

1. SPIFFE ID: 워크로드의 고유한 신분증 번호입니다. URI 형식으로 표현되며, 다음과 같은 구조를 가집니다.
   • trust-domain: 신뢰할 수 있는 도메인, 즉 보안 경계를 의미합니다. 보통 쿠버네티스 클러스터 하나를 의미하죠. (예: cluster.local)
   • workload-identifier: 해당 도메인 내에서 워크로드를 고유하게 식별하는 경로입니다. (예: /ns/default/sa/my-app-sa)
   이 둘을 합치면 이런 모습이 됩니다.이제 이 ID는 전 세계 어디에서도 cluster.local이라는 클러스터의 default 네임스페이스에 있는 my-app-sa 서비스 어카운트를 사용하는 워크로드를 가리키게 됩니다.
   • spiffe://cluster.local/ns/default/sa/my-app-sa
   • spiffe:///<trust-domain>/<workload-identifier>
2. SVID (SPIFFE Verifiable Identity Document): SPIFFE ID를 증명하는 '실물 신분증'입니다. 이 문서에는 워크로드의 SPIFFE ID와 만료 시간 등의 정보가 암호화되어 서명되어 있습니다. 누군가 "당신의 SPIFFE ID가 spiffe://... 가 맞나요?"라고 물으면, SVID를 보여주며 증명하는 거죠. 📄
   
   • SVID는 두 가지 형태로 발급될 수 있습니다.
     • X.509-SVID: 우리가 흔히 아는 SSL/TLS 인증서 형태입니다. 서비스 간 mTLS(상호 TLS) 통신에 주로 사용됩니다.
     • JWT-SVID: JWT(JSON Web Token) 토큰 형태입니다. 애플리케이션 레벨에서 사용자 인증 등에 활용될 수 있습니다.

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⚙️ Istio는 SPIFFE를 어떻게 구현할까? (전체 프로세스 엿보기)

그렇다면 Istio는 이 SPIFFE 표준을 어떻게 실제로 구현하고 워크로드에게 신분증(SVID)을 발급해 줄까요?

1. 파드 생성 & 사이드카 주입 🚀: 새로운 파드가 생성되면, Istio의 사이드카 프록시(Envoy)가 함께 주입됩니다.
2. 신원 증명 요청 🙋: 사이드카 프록시는 Istio의 컨트롤 플레인인 istiod에게 "나에게 신분증을 발급해 줘!"라고 요청합니다. 이때 자신의 신원을 증명하기 위해 쿠버네티스 서비스 어카운트(Service Account) 토큰 같은 정보를 함께 보냅니다.
3. 신원 확인 및 SVID 발급 🧐: istiod는 CA(Certificate Authority) 역할을 합니다. 요청을 보낸 프록시의 서비스 어카운트 토큰을 검증하고, 이를 기반으로 SPIFFE ID를 생성합니다. (spiffe://cluster.local/ns/prod/sa/payment-service)
4. SVID 전달 및 mTLS 통신 🤝: istiod는 생성된 SPIFFE ID가 담긴 X.509-SVID(인증서)를 사이드카 프록시에게 전달합니다. 이제 이 프록시는 자신의 '신분증'을 갖게 된 것입니다. 다른 서비스와 통신할 때, 서로 이 SVID를 교환하여 신원을 확인하고 안전한 mTLS 통신 채널을 수립합니다.

이 모든 과정이 개발자의 개입 없이 자동으로 이루어집니다. 이것이 바로 서비스 메시의 강력함이죠! 💪

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❌ 다른 방법들은 왜 정답이 아닐까?

SPIFFE가 아닌 다른 방법들도 생각해 볼 수 있습니다. 하지만 왜 Istio는 이들을 선택하지 않았을까요?

• 단순 JWT 토큰 사용 🔑:
  • 왜 아닌가? JWT는 훌륭한 인증 방식이지만, 그 자체로는 표준화된 신원 체계가 아닙니다. 어떤 정보를 담을지, 누가 발급하고 어떻게 검증할지에 대한 통일된 규약이 없다면 시스템마다 제각각 구현하게 되어 호환성과 확장성이 떨어집니다. SPIFFE는 이 모든 것을 표준으로 정의해 줍니다.
• 클라우드 제공사의 IAM (Identity and Access Management) ☁️:
  • 왜 아닌가? AWS IAM, Google Cloud IAM 등은 특정 클라우드 플랫폼에 종속적입니다. 멀티 클라우드나 하이브리드 클라우드 환경에서는 워크로드 신원을 일관되게 관리하기 어렵습니다. SPIFFE는 플랫폼에 중립적인 표준을 제공하여 어떤 환경에서든 동일한 방식으로 신원을 관리할 수 있게 해줍니다.
• OAuth 2.0 🛡️:
  • 왜 아닌가? OAuth 2.0은 주로 사용자의 '권한'을 위임(delegation)하는 데 초점이 맞춰진 프레임워크입니다. "사용자를 대신해서 이 앱이 구글 포토에 접근하도록 허용하시겠습니까?"와 같은 시나리오에 적합하죠. 워크로드 자체가 누구인지 증명하는 '신원(Identity)' 문제와는 초점이 다릅니다.

결론적으로, SPIFFE는 플랫폼에 중립적이면서, 워크로드 '신원'에 초점을 맞춘 강력하고 표준화된 프레임워크이기 때문에 Istio의 철학과 완벽하게 부합하는 것입니다.

 

이제 여러분의 마이크로서비스는 더 이상 IP 주소라는 불안정한 주소지가 아닌, SPIFFE라는 위조 불가능한 신분증을 통해 서로를 신뢰하고 안전하게 소통할 수 있게 되었습니다. 😊