揭秘 JWT

2024-01-08 约 1258 字预计阅读 3 分钟

JSON Web Token（JWT）是保护 API 和 Web 应用程序的热门选择。但是，它们通常被误解或被误用。在本文中，我们将揭开 JWT 的神秘面纱并提供清晰的解释，说明它们的工作原理以及何时使用它们。

什么是 JWT？

JWT 是一个 JSON 对象，包含一个标头 header、一个载荷 payload 和一个签名 signature。标头通常包含有关所用令牌类型的信息，而载荷包含正在传输的数据。签名是使用私钥生成的，可确保令牌的完整性和真实性。

JWT 结构

下面是一个 JWT 结构的示例：

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{
  "header": {
    "typ": "Bearer",
    "alg": "HS256"
  },
  "payload": {
    "uid": "1234567890",
    "name": "John Doe",
    "email": "[email protected]"
  },
  "signature": "..."
}

在这个示例中，标头指定了令牌是使用 HS256 签名算法的 Bearer 令牌。载荷包含用户的 ID、姓名和电子邮件地址。签名是使用私钥生成的，用于验证令牌的真实性。

JWT 工作原理

JWT 工作方式如下：

令牌生成： 当用户请求访问受保护的资源时，服务器会使用私钥生成 JWT。该令牌包含用户的 ID 和任何其他相关信息。
令牌签名： 服务器使用数字签名算法（例如 HS256 或 RSA）对 JWT 进行签名。这确保令牌在传输过程中不会被篡改或更改。
令牌传输： 服务器将 JWT 发送给客户端，然后客户端将该令牌本地存储。
令牌验证： 当客户端对受保护资源进行后续请求时，他们会将 JWT 包含在 Authorization 标头中。服务器验证令牌的数字签名并确保它没有被篡改。如果令牌有效，服务器将授予对所请求资源的访问权限。

JWT 的优点

与其他认证机制相比，JWT 具有以下几个优点：

无状态： JWT 不需要服务器端会话存储，因此适合在无状态应用程序中使用。
紧凑： JWT 紧凑且可以轻松地存储在少量空间中，因此非常适合在移动应用程序或其他带宽受限的客户端中使用。
安全： JWT 使用数字签名来确保其完整性和真实性，因此可以防止篡改和窃听攻击。
可定制： 可以对 JWT 进行自定义，以包含与应用程序相关的所有数据，例如用户 ID、姓名或权限。
寿命长： 可以将 JWT 设置为在一定时间后过期，但它们还可以被刷新以延长其生命周期，因此适合长期认证。

JWT 的缺点

虽然 JWT 有许多优点，但它们也有一些缺点：

安全风险： 如果用于对 JWT 进行签名的私钥被泄露，攻击者就可以生成有效的令牌并对受保护的资源进行未经授权的访问。因此，务必要确保私钥安全并使用适当的安全措施（例如，定期轮换密钥）。
令牌伪造： 攻击者可能会伪造 JWT 并冒充合法用户。为了减轻此风险，务必要确保客户端无法以任何方式修改令牌。
令牌生命周期管理： JWT 的生命周期有限，并且管理其生命周期可能会很复杂，尤其是在需要撤销或更新令牌的情况下。

何时使用 JWT

JWT 适合那些需要无状态、紧凑和安全认证的用例。示例包括：

API 认证： JWT 常用于保护 RESTful API 并防止其遭受未经授权的访问。
Web 应用程序安全性： 可以使用 JWT 来保护 Web 应用程序并为用户提供长期认证。
移动应用程序安全性： JWT 适用于移动应用程序，在其中它们可以提供安全认证和授权，而无需服务器端会话存储。

结论

JSON Web 令牌 (JWT) 是保护 API 和 Web 应用程序的强大工具。它们是无状态、紧凑、安全、可定制和寿命长的，因此适用于很多场景。但是，它们也有一些缺点，例如安全风险和令牌伪造。通过了解 JWT 的工作原理和何时使用它们，你可以确保你的应用程序是安全且妥善地针对未经授权的访问进行了保护。

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