在這篇文章中，我將分享一些關(guān)于JWT令牌的知識。具體來說，我將討論JWT的結(jié)構(gòu)，以及如何通過驗(yàn)證簽名來信任令牌中的信息是真實(shí)的。
JWT令牌的結(jié)構(gòu)。
Json Web Token（JWT）包含某些聲明或事實(shí)，例如頒發(fā)者，用戶，訪問類型和其他特定于應(yīng)用程序的屬性。假設(shè)令牌有效，應(yīng)用程序根據(jù)令牌中的事實(shí)或聲明授予或拒絕訪問權(quán)限。
簽名的JWT令牌由三部分組成：頭部，有效負(fù)載和簽名。各個(gè)部分用點(diǎn)分開。下面是我從jwt.io獲取的令牌的示例
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c
JWT令牌的每個(gè)部分都是base64編碼的。例如，如果您獲取標(biāo)頭：eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9，并將其提供給base64解碼器功能，則會得到以下內(nèi)容：{"alg":"HS256","typ":"JWT"}表示令牌是JWT令牌，并使用HMAC-SHA256算法對其進(jìn)行簽名。
JWT標(biāo)題
標(biāo)題基本上告訴您JWT是否已簽名。如果令牌未簽名，則“alg”的值將為“none”。如果它已簽名，則該值將指示用于對令牌進(jìn)行簽名的算法類型，如上例所示。驗(yàn)證令牌時(shí)，應(yīng)確保令牌具有有效簽名，否則請勿接受。
JWT有效載荷
根據(jù)令牌的類型，有效負(fù)載可能包含不同類型的信息，我們稱之為聲明。例如，如果JWT是id令牌，則聲明可能包含有關(guān)用戶的信息，包括用戶名，id，電子郵件，姓名等...如果JWT是訪問令牌，則聲明還可以包括范圍，角色，受眾，等等...... JWT還可能包含特定于發(fā)行者或應(yīng)用程序的自定義聲明。例如，Azure AD允許您通過修改應(yīng)用程序清單來定義自定義聲明。所有索賠都是可選的。但其中一定數(shù)量已成為標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)聲明的列表，請查看此Wiki文檔或JWT手冊的 3.2.1注冊聲明部分。
下面我展示了Microsoft Azure Active Directory發(fā)布的示例訪問令牌。
{
"aud": "api://bafd76b5-ccb0-4e81-****-************",
"iss": "https://sts.windows.net/91db64d0-e9d0-43a4-a34b-************/",
"iat": 1560128459,
"nbf": 1560128459,
"exp": 1560132359,
"acr": "1",
"aio": "ATQAy/8LAAAAna3Zp9so64X3zDBfw1omazGdFgA+7aU/pqZ4C1K6Dg282U8h0rrv7AQ2NpW11QGu",
"amr": [
"pwd"
],
"appid": "546e1552-cd97-48d1-****-************",
"appidacr": "0",
"family_name": "John",
"given_name": "Doe",
"hasgroups": "true",
"ipaddr": "216.65.***.***",
"name": "John Doe",
"oid": "29c94cd3-f78c-4470-****-************",
"onprem_sid": "S-1-5-21-1543824733-581343488-**********-*****",
"roles": [
"Admin"
],
"scp": "",
"sub": "FV-j2XdynjmjHq3VU5OwlmcqzXgGw**********_***",
"tid": "91db64d0-e9d0-43a4-a34b-************",
"unique_name": "johndoe@email.com",
"upn": "johndoe@email.com",
"uti": "zmDgejHyj0apCH********",
"ver": "1.0"
}
讓我們看看上面例子中的一些聲明。
- aud - audience：這表示目標(biāo)web api可以驗(yàn)證此訪問令牌并授予用戶 - John Doe訪問api。
- iss - issuer：這表示發(fā)布訪問令牌的頒發(fā)者。在這種情況下，Azure Active Directory是頒發(fā)令牌的服務(wù)。
- iat - issue at：這表示AAD發(fā)出令牌的時(shí)間。在這種情況下，令牌發(fā)布于：格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間2019年6月9日星期日8:03:50。
- nbf - 不在之前：這表示令牌有效的最早時(shí)間。如果時(shí)間早于nbf中的值，則令牌無效。在示例中，nbf = iat，這意味著令牌在發(fā)布時(shí)立即生效。但是，nbf可能大于iat。例如，您可以提前發(fā)出訪問令牌，但直到稍后才激活它。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱此帖子。
- exp - expire：表示令牌過期的時(shí)間。上述令牌將于2019年6月9日星期日格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間9:08:50到期。因此，令牌在發(fā)布時(shí)間后的一小時(shí)五分鐘內(nèi)有效。過期后，不應(yīng)再接受令牌。
- amr - 身份驗(yàn)證方法參考：客戶端如何進(jìn)行身份驗(yàn)證？在這種情況下，客戶端使用用戶名和密碼進(jìn)行身份驗(yàn)證。根據(jù)openid連接規(guī)范，“使用此聲明的各方需要就所使用的值的含義達(dá)成一致，這可能是特定于上下文的。amr值是一個(gè)區(qū)分大小寫的字符串?dāng)?shù)組“。
- sub - Subject：令牌斷言信息的主體。根據(jù)Microsoft的文檔，此值特定于特定的應(yīng)用程序ID。例如，“如果單個(gè)用戶使用兩個(gè)不同的客戶端ID登錄兩個(gè)不同的應(yīng)用程序，那么這些應(yīng)用程序?qū)⑹盏絻蓚€(gè)不同的主題聲明值”。
- scp - 作用域：這是一組值，用于定義具有訪問令牌的應(yīng)用程序可以代表用戶訪問的資源和權(quán)限的種類。在OAuth2協(xié)議之后，當(dāng)客戶端代表用戶請求訪問令牌時(shí)，授權(quán)服務(wù)器應(yīng)向用戶顯示一個(gè)同意屏幕，其中列出了應(yīng)用程序請求的范圍。用戶需要給出同意，表明可以授予應(yīng)用程序?qū)Ψ秶甘镜馁Y源的訪問權(quán)限。
示例中的某些其他聲明特定于Azure Active Directory。有關(guān)它們的詳細(xì)信息，請查看文檔。
id令牌的有效負(fù)載類似于訪問令牌的有效負(fù)載。id令牌具有更多關(guān)于用戶的聲明，而不是授權(quán)。下面顯示了Microsoft Azure Active Directory發(fā)出的id令牌的示例。
{
"aud": "546e1552-cd97-48d1-a9f4-************",
"iss": "https://login.microsoftonline.com/91db64d0-e9d0-****-****-************/v2.0",
"iat": 1560128457,
"nbf": 1560128457,
"exp": 1560132357,
"aio": "ATQAy/8LAAAA7U6jE1sIGgx/SMN5yYGYEJJvEx+u4GoMMLP5OTDfs4j1wcCPa/*************",
"name": "John Doe",
"nonce": "19e9904a-46b4-4dfe-a7a7-f068a637d1a2",
"oid": "29c94cd3-f78c-4470-89df-************",
"preferred_username": "johndoe@email.com",
"sub": "8V2XFRo4ea8GYl7are8FanR7vFNn6HnhO_*********",
"tid": "91db64d0-e9d0-43a4-a34b-************",
"uti": "39Un3zlE-*************",
"ver": "2.0"
}
請注意'oid'的值，它與訪問令牌中的值相同。根據(jù)Microsoft的文檔，“此ID可以跨應(yīng)用程序唯一標(biāo)識用戶 - 在同一用戶中簽名的兩個(gè)不同應(yīng)用程序?qū)⒃?code>oid聲明中獲得相同的值”。
JWT簽名
JWT的最后一部分是簽名。安全的JWT必須始終包含簽名。針對JWT的一些攻擊包括剝離簽名并使JWT成為未簽名的JWT。所以你應(yīng)該總是確保JWT有一個(gè)有效的簽名。
存在用于簽署包括HS256，RS256和ES256的JWT的若干算法。根據(jù)JSON Web算法（JWA）規(guī)范，實(shí)現(xiàn)必須支持HS256。該規(guī)范還推薦了另外兩種算法：RS256和ES256。其他算法是可選的。
簽署JWT主要有兩種不同的方式。第一種方法是使用密鑰散列消息認(rèn)證碼（HMAC）。HMAC實(shí)質(zhì)上意味著使用共享密鑰來簽名和驗(yàn)證簽名。基本上，一旦使用密鑰對JWT進(jìn)行簽名/加密，您需要知道能夠解密令牌的密鑰。這意味著，如果您的應(yīng)用程序擁有密鑰，并且您能夠使用密鑰解密令牌，則您知道該令牌已由預(yù)期的頒發(fā)者簽名，并且未被篡改。但是，對于HMAC，泄露秘密的機(jī)會隨著您需要支持的客戶數(shù)量而增加。HS256（HMAC + SHA-256）是一種使用HMAC的算法。
簽署JWT的第二種方式是使用公鑰/私鑰對。RS256（RSASSA + SHA256）是一種使用公鑰/私鑰對的算法。例如，在RSA算法的變體中，發(fā)行者擁有私鑰，并且每個(gè)消費(fèi)者獲得公鑰。使用公鑰，消費(fèi)者可以驗(yàn)證簽名，從而驗(yàn)證JWT的真實(shí)性。但是，使用者無法使用公鑰創(chuàng)建消息。因此，在共享密鑰上使用公鑰/私鑰對的優(yōu)點(diǎn)在于公鑰/私鑰中泄露秘密密鑰的風(fēng)險(xiǎn)較小，因?yàn)槟恍枰c消費(fèi)者共享密鑰。在RSA算法的另一個(gè)變體中，公鑰可以用于加密令牌，并且只有私鑰可以用于解密它。
您可以在JWT手冊中找到有關(guān)這些算法的詳細(xì)討論。
Azure AD使用公鑰/私鑰對進(jìn)行簽名和驗(yàn)證JWT。
Azure AD使用由公鑰和私鑰對組成的簽名密鑰。當(dāng)用戶登錄使用Azure AD進(jìn)行身份驗(yàn)證的應(yīng)用程序時(shí)，Azure AD會創(chuàng)建一個(gè)安全令牌，其中包含有關(guān)該用戶的信息。在將Azure發(fā)送回應(yīng)用程序之前，此標(biāo)記由Azure AD使用其私鑰簽名。要驗(yàn)證令牌是否有效并且源自Azure AD，應(yīng)用程序必須使用Azure AD公開的公鑰來驗(yàn)證令牌的簽名，該公鑰包含在租戶的OpenID Connect發(fā)現(xiàn)文檔或SAML / WS-Fed 聯(lián)合元數(shù)據(jù)文檔中。
你怎么能相信JWT是真實(shí)的？
如果您可以驗(yàn)證其簽名，您可以信任JWT是真實(shí)的。例如，Azure AD使用公鑰/私鑰對進(jìn)行簽名和驗(yàn)證訪問令牌。當(dāng)您的API從AAD收到ID或訪問令牌時(shí)，令牌的標(biāo)頭包含獲取公鑰的信息。
{"typ":"JWT","alg":"RS256","kid":"CtfQC8Le-8NsC7oC2zQkZpcrfOc"}
在上面的json中，“kid”是公鑰的id，可用于驗(yàn)證令牌。您可以通過訪問此公共端點(diǎn)來驗(yàn)證公鑰是否存在并獲取實(shí)際密鑰：https：//login.microsoftonline.com/common/discovery/keys
此外，如果您已有權(quán)訪問公鑰，則無需聯(lián)系授權(quán)服務(wù)器即可驗(yàn)證令牌。也許，您的應(yīng)用程序可以調(diào)用以檢索公鑰并將其緩存以供后續(xù)使用。請記住，AAD等服務(wù)會出于安全目的而轉(zhuǎn)動密鑰。如果您使用AAD，請查看文檔。
攜帶簽名的訪問令牌（例如簽名的JWT）可以由資源服務(wù)器自己驗(yàn)證。為此，無需聯(lián)系授權(quán)服務(wù)器。
轉(zhuǎn)：https://medium.com/@taithienbo/how-can-you-trust-a-jwt-to-be-authentic-2bd5124b243a
