iT邦幫忙

第 11 屆 iT 邦幫忙鐵人賽

DAY 18
2
Security

我是誰?我在哪?系列 第 18

JWT 概觀

密碼管理在討論的主要以使用者所輸入的密碼為主,而有另一種類似密碼用途的字串,也用在身分驗證上,正是 token。接下來會來討論最近不少人在使用的 JWT,它是一個開放標準,可以用在需要安全交換資料的場景上。

JWT 相關的 RFC 有下列五個,是由 JOSE(JSON Object Signing and Encryption)Working Group 所制定的。

其中 JWS 是定義如何做帶有簽章的 token,JWE 則是定義內容加密的 token,而 JWK 與 JWA 則是在金鑰的格式以及演算法,最後 JWT 則是定義了 header 內容與 claim 內容,以及 token 的相關規範。

就概念上而言,JWS 與 JWE 都是屬於 JWT 的一種。雖然有 JWE 在定義加密,但實務上的應用大多以 JWS 為主,因為在網路上交換資訊時,確認訊息來源以及資料完整性是很重要的,而 JWE 筆者目前還沒看過。

未來如果沒特別說明,則 JWT 皆是指 JWS。

適合場景:

  1. 授權。在驗證通過後,即可發行 JWT 來進行使用者後續的資源請求
  2. 資訊交換。,因它可以保證資訊的來源與完整性,很適合作資訊交換

基本概念

無論是 JWS 或是 JWE,格式都是多組 Base64UrlEncode 過後的字串,用 . 串接而串的,比方說 JWS 就會長像下面這個範例:

xxx.yyy.zzz

結構是一個字串,由兩點 . 來分隔出多個區塊,第一個區塊 xxx 稱之為 JOSE Header;第二個區塊 yyy 則是 JWS Payload。第三個 zzz 則是 JWS 專屬的 JWS Signature。JWE 也會有 JOSE Header 與夾帶的資料,只是資料是密文(JWE Ciphertext)。

每個區塊都是 Base64UrlEncode 來的。Base64UrlEncodeBase64Encode 稍有不同,簡單來說,Base64UrlEncodeBase64Encode 多做了下面的事:

  • = 刪光光
  • + 換成 -
  • / 換成 _

JOSE Header

JOSE Header 會有下面這些 key

  • 類型(typ),通常就叫 JWT
  • 演算法(alg),常見的如 HS256RS256
  • 加密演算法(enc)
{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

JWS Payload

JWS Payload 則是存放 claim,代表著實體或使用者相關的資訊。有三種類型:

  1. Registered Claims:RFC 7519 裡預定義的 claim
  2. Public Claims:在 IANA JSON Web Token Registry 上註冊的名稱
  3. Private Claims:不屬於上述兩個 claim,則是 Private Claims。但如果 Public Claims 有適合的 claim,優先使用 Public Claims 較好。

比方說:

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "admin": true
}

在此例中:

  • sub 是 Registered Claims
  • name 是 Public Claims
  • admin 是 Private Claims

Registered Claims 可以參考下表:

Column Full name 中文
iss Issuer 發行人
sub Subject 對象
aud Audience 收件人
exp Expiration Time 到期時間
nbf Not Before 時間之前不處理
iat Issued At 發行時間
jti JWT ID JWT 的唯一識別碼

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