歡迎光臨
每天分享高質量文章

JSON Web Token :在 Web 應用間安全地傳遞信息

(點擊上方公眾號,可快速關註)


來源:John Wu ,

blog.leapoahead.com/2015/09/06/understanding-jwt/

JSON Web Token(JWT)是一個非常輕巧的規範。這個規範允許我們使用JWT在用戶和服務器之間傳遞安全可靠的信息。

讓我們來假想一下一個場景。在A用戶關註了B用戶的時候,系統發郵件給B用戶,並且附有一個鏈接“點此關註A用戶”。鏈接的地址可以是這樣的

https://your.awesome-app.com/make-friend/?from_user=B⌖_user=A

上面的URL主要通過URL來描述這個當然這樣做有一個弊端,那就是要求用戶B用戶是一定要先登錄的。可不可以簡化這個流程,讓B用戶不用登錄就可以完成這個操作。JWT就允許我們做到這點。

JWT的組成

一個JWT實際上就是一個字串,它由三部分組成,頭部、載荷與簽名。

載荷(Payload)

我們先將上面的添加好友的操作描述成一個JSON物件。其中添加了一些其他的信息,幫助今後收到這個JWT的服務器理解這個JWT。

{

    “iss”: “John Wu JWT”,

    “iat”: 1441593502,

    “exp”: 1441594722,

    “aud”: “www.example.com”,

    “sub”: “jrocket@example.com”,

    “from_user”: “B”,

    “target_user”: “A”

}

這裡面的前五個欄位都是由JWT的標準所定義的。

  • iss: 該JWT的簽發者

  • sub: 該JWT所面向的用戶

  • aud: 接收該JWT的一方

  • exp(expires): 什麼時候過期,這裡是一個Unix時間戳

  • iat(issued at): 在什麼時候簽發的

這些定義都可以在標準中找到。

將上面的JSON物件進行[base64編碼]可以得到下麵的字串。這個字串我們將它稱作JWT的Payload(載荷)。

eyJpc3MiOiJKb2huIFd1IEpXVCIsImlhdCI6MTQ0MTU5MzUwMiwiZXhwIjoxNDQxNTk0NzIyLCJhdWQiOiJ3d3cuZXhhbXBsZS5jb20iLCJzdWIiOiJqcm9ja2V0QGV4YW1wbGUuY29tIiwiZnJvbV91c2VyIjoiQiIsInRhcmdldF91c2VyIjoiQSJ9

如果你使用Node.js,可以用Node.js的包base64url來得到這個字串。

var base64url = require(‘base64url’)

var essay-header = {

    “from_user”: “B”,

    “target_user”: “A”

}

console.log(base64url(JSON.stringify(essay-header)))

// 輸出:eyJpc3MiOiJKb2huIFd1IEpXVCIsImlhdCI6MTQ0MTU5MzUwMiwiZXhwIjoxNDQxNTk0NzIyLCJhdWQiOiJ3d3cuZXhhbXBsZS5jb20iLCJzdWIiOiJqcm9ja2V0QGV4YW1wbGUuY29tIiwiZnJvbV91c2VyIjoiQiIsInRhcmdldF91c2VyIjoiQSJ9

小知識:Base64是一種編碼,也就是說,它是可以被翻譯回原來的樣子來的。它並不是一種加密過程。

頭部(Header)

JWT還需要一個頭部,頭部用於描述關於該JWT的最基本的信息,例如其型別以及簽名所用的演算法等。這也可以被表示成一個JSON物件。

{

  “typ”: “JWT”,

  “alg”: “HS256”

}

在這裡,我們說明瞭這是一個JWT,並且我們所用的簽名演算法(後面會提到)是HS256演算法。

對它也要進行Base64編碼,之後的字串就成了JWT的Header(頭部)。

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9

簽名(簽名)

將上面的兩個編碼後的字串都用句號.連接在一起(頭部在前),就形成了

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0

這一部分的過程在node-jws的原始碼中有體現

最後,我們將上面拼接完的字串用HS256演算法進行加密。在加密的時候,我們還需要提供一個密鑰(secret)。如果我們用mystar作為密鑰的話,那麼就可以得到我們加密後的內容

rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

這一部分又叫做簽名。

最後將這一部分簽名也拼接在被簽名的字串後面,我們就得到了完整的JWT

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0.rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

於是,我們就可以將郵件中的URL改成

https://your.awesome-app.com/make-friend/?jwt=eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0.rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

這樣就可以安全地完成添加好友的操作了!

且慢,我們一定會有一些問題:

  1. 簽名的目的是什麼?

  2. Base64是一種編碼,是可逆的,那麼我的信息不就被暴露了嗎?

讓我逐一為你說明。

簽名的目的

最後一步簽名的過程,實際上是對頭部以及載荷內容進行簽名。一般而言,加密演算法對於不同的輸入產生的輸出總是不一樣的。對於兩個不同的輸入,產生同樣的輸出的概率極其地小(有可能比我成世界首富的概率還小)。所以,我們就把“不一樣的輸入產生不一樣的輸出”當做必然事件來看待吧。

所以,如果有人對頭部以及載荷的內容解碼之後進行修改,再進行編碼的話,那麼新的頭部和載荷的簽名和之前的簽名就將是不一樣的。而且,如果不知道服務器加密的時候用的密鑰的話,得出來的簽名也一定會是不一樣的。

服務器應用在接受到JWT後,會首先對頭部和載荷的內容用同一演算法再次簽名。那麼服務器應用是怎麼知道我們用的是哪一種演算法呢?別忘了,我們在JWT的頭部中已經用alg欄位指明瞭我們的加密演算法了。

如果服務器應用對頭部和載荷再次以同樣方法簽名之後發現,自己計算出來的簽名和接受到的簽名不一樣,那麼就說明這個Token的內容被別人動過的,我們應該拒絕這個Token,傳回一個HTTP 401 Unauthorized響應。

信息會暴露?

是的。

所以,在JWT中,不應該在載荷裡面加入任何敏感的資料。在上面的例子中,我們傳輸的是用戶的User ID。這個值實際上不是什麼敏感內容,一般情況下被知道也是安全的。

但是像密碼這樣的內容就不能被放在JWT中了。如果將用戶的密碼放在了JWT中,那麼懷有惡意的第三方通過Base64解碼就能很快地知道你的密碼了。

JWT的適用場景

我們可以看到,JWT適合用於向Web應用傳遞一些非敏感信息。例如在上面提到的完成加好友的操作,還有諸如下訂單的操作等等。

其實JWT還經常用於設計用戶認證和授權系統,甚至實現Web應用的單點登錄。在下一次的文章中,我將為大家系統地總結JWT在用戶認證和授權上的應用。

【關於投稿】


如果大家有原創好文投稿,請直接給公號發送留言。


① 留言格式:
【投稿】+《 文章標題》+ 文章鏈接

② 示例:
【投稿】《不要自稱是程式員,我十多年的 IT 職場總結》:http://blog.jobbole.com/94148/

③ 最後請附上您的個人簡介哈~



看完本文有收穫?請轉發分享給更多人

關註「ImportNew」,提升Java技能

赞(0)

分享創造快樂