在軟體架構領域，特別是在處理多方和安全身份驗證/授權時，用於共享身分證明的強大機制至關重要。最安全且使用最廣泛的方法之一是 JSON Web Token (JWT) 🔏。
在本部落格中，我們將深入探討 JWT 是什麼、它們如何運作以及為什麼它們是安全資料傳輸的絕佳選擇。
什麼是 JSON Web 令牌 (JWT)？
JSON Web Token (JWT) 是一種開放式標準 (RFC 7519)，它定義了一種緊湊且獨立的方式，以 JSON 物件的形式在各方之間安全地傳輸資訊。這些資訊可以被驗證和信任，因為它是經過數位簽署的。 JWT 可以使用秘密（使用 HMAC 演算法）或使用 RSA 或 ECDSA 的公鑰/私鑰對進行簽署。
為什麼要使用JWT ？
JWT 是無狀態的，這意味著伺服器不需要在會話中儲存令牌資訊。這種無狀態特性使得 JWT 可擴展並適合客戶端-伺服器應用程式和分散式系統。以下是 JWT 受到青睞的一些關鍵原因：
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安全性：JWT經過數位簽名，確保資料不會被竄改。
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可擴展性：JWT 是無狀態的，不需要伺服器端存儲，這使得它們非常適合分散式系統。
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緊湊：JWT 很緊湊，可以透過 URL、POST 參數或 HTTP 標頭輕鬆發送。
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自包含：JWT 的有效負載包含目標使用者所需的所有訊息，無需多次查詢資料庫。
JWT 的結構
JWT 由三個部分組成：標頭、有效負載和簽名。這些部分由點 (.) 分隔
Header.Payload.Signature讓我們分解每個元件：
1️⃣ 標題
標頭通常由兩部分組成：令牌類型（JWT）和所使用的簽章演算法（例如 HMAC、SHA256 或 RSA）。
例子：
{
"alg": "HS256",
"typ": "JWT"
}然後，對該 JSON 物件進行 Base64Url 編碼以形成 JWT 的第一部分。
2️⃣ 有效負載
有效負載包含聲明。聲明是關於實體（通常是使用者）和附加資料的聲明。索賠分為三種類型：註冊索賠、公共索賠和私人索賠。
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註冊聲明：這些是一組預先定義的聲明，不是強制性的，而是建議的，例如
iss（發行者）、exp（到期時間）、sub（主題）、aud（受眾）等。 -
公共聲明：可以隨意定義，但應該是抗衝突的或命名空間的。
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私人聲明：這些是自訂聲明，用於在同意使用它們的各方之間共享資訊。
例子：
{
"sub": "1234567890",
"name": "John Doe",
"admin": true
}此 JSON 物件也經過 Base64Url 編碼以形成 JWT 的第二部分。
3️⃣簽名
若要建立簽章部分，您必須採用編碼標頭、編碼有效負載、秘密以及標頭中指定的演算法。簽名用於驗證 JWT 的發送者是否是其所說的發送者，並確保訊息在此過程中沒有被更改。
例如，如果要使用 HMAC SHA256 演算法，則簽名將如下建立：
HMACSHA256(
base64UrlEncode(header) + "." +
base64UrlEncode(payload),
secret)然後簽名經過 Base64Url 編碼並形成 JWT 的第三部分。
JWT 如何運作
當客戶端想要存取受保護的資源時，它會在 HTTP 請求的 Authorization 標頭中包含 JWT，類似於 Bearer Token。伺服器執行一組步驟來驗證 JWT。如果所有驗證步驟都通過，伺服器將認為 JWT 有效並授予對所請求資源的存取權。
步驟如下：
1️⃣解碼 JWT ：伺服器解碼 JWT 以提取標頭和有效負載。
2️⃣驗證簽章：伺服器透過將簽章演算法重新套用於標頭、有效負載和金鑰來驗證簽章。如果重新計算的簽章與JWT中的簽章匹配，則表示令牌沒有被竄改。
3️⃣檢查過期時間：伺服器檢查有效負載中的過期時間，以確保令牌沒有過期。
4️⃣附加檢查：根據應用程式的要求，伺服器可能會執行附加檢查，例如驗證令牌頒發者或根據已撤銷令牌清單檢查令牌。
JWT 在現實場景中的應用
讓我們探討一下 2024 年 JWT 的一些實際應用：
- 單一登入 (SSO) 仙境：
想像一下，登入您公司的生態系統一次即可無縫存取多種服務。 JWT 讓這個夢想成為現實，跨不同網域安全地傳遞您的身份驗證狀態。
- 微服務編排：
在微服務領域，JWT 充當完美的信使。它們在服務之間攜帶身份驗證和授權訊息，確保安全且有效率的通訊。
- 物聯網設備身份驗證：
當您的智慧冰箱與智慧烤麵包機對話時（是的，我們將在 2024 年實現），JWT 確保只有授權設備才能交換資料。
- 無伺服器功能授權：
隨著無伺服器架構的興起，JWT 提供了一種無狀態方式來授權函數呼叫，而無需持久會話。
JWT 2024 年最佳實踐
- 保密、安全：
保護您的簽名密鑰，就像它們是 One Ring 一樣。使用金鑰管理服務並定期輪替金鑰。
- 不要過度包裝您的代幣：
保持較小的有效負載。 JWT 不能替代資料庫！
- 設定合理的過期時間：
短期令牌（想想幾分鐘，而不是幾天）可以最大限度地降低令牌被洩露的風險。
- 實施令牌撤銷：
在需要時使用令牌黑名單或 Redis 快取使令牌失效。
- 全程 HTTPS ：
始終透過加密連線傳輸 JWT。沒有例外！
JWT 的實踐
JWT 的用途非常廣泛，可用於各種場景。例如，它們通常用於授權後端 API，同時維護相同的權限集。許多現代應用程式（包括 Appwrite）都支援基於 JWT 的身份驗證，以確保安全且有效率的授權流程。
結論
JSON Web 令牌 (JWT) 是現代 Web 應用程式中安全資訊共享的強大工具。它們提供了一種緊湊、獨立且安全的資料傳輸方式，使其成為從無狀態驗證到安全 API 等各種用例的絕佳選擇。透過理解和實施 JWT，開發人員可以增強其應用程式的安全性和可擴展性。
原文出處：https://dev.to/vyan/understanding-json-web-tokens-jwt-for-secure-information-sharing-5c3a
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