正确地使用JWT

注：本文系译文， 用于学习交流目的，若有侵权，请通知我删除。
为便于理解，本文意译，捡重点翻译。

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JSON Web Token(JWT) 是一项正变得原来越流行的非常有用的标准，因为它发送带有数字签名的可以验证以及信任的信息。JWT 规范设计了更多的高级特性来应对中间人攻击以及重放攻击。

JWTs 为何如此重要？

JWTs 可以处理从客户端发送信息到服务器的一些问题。JWT 允许服务器验证 JWT 中包含的信息而不用必须在服务器保存状态。一个明显的趋势： 我们看到越来越多的 SaaS 产品将 JWT 整合为一项功能 或者 直接在产品中使用 JWT。Stormpath 总是跟随 JWT 的安全最佳实践， 所以我们想分享这些正确使用 JWT 的最佳实践。

什么是 JWT？

在开始之前， 让我们快速的看下 JWT 都包含了什么， 然后我们就可以清晰地明白为什么这些最佳实践很重要。JWT 最简单的形式——包含3个传输过程中经过URL编码的部分 。

• Header header 中包含了令牌的元数据，签名类型 和 加密算法(可选)
• Claims claim 中包含了 任何你想签名的信息
• JSON Web Signature (JWS) 使用header中指定的算法数字签名过 的 header 和 claims 。

Header 和 Claims 是在传输过程中经过 base64 编码的 JSON。 Header、 Claim 和 签名 通过点号 . 附加到一起。
举个例子， 如果 header 和 claims 是：

//header
{
    "alg": "HS256", //denotes the algorithm (shorthand alg) used for the  signature is HMAC SHA-256
    "typ": "JWT" //denotes the type (shorthand typ) of token this is
}
 
//claims
{
    "sub": "[email protected]",
    "name": "Tom Abbott",
    "role": "user"
}

JWT 可以用下面的伪代码表示：

var headers = base64URLencode(myHeaders);
var claims = base64URLencode(myClaims);
var payload = header + "." + claims;
 
var signature = base64URLencode(HMACSHA256(payload, secret));
 
var encodedJWT = payload + "." + signature;

这就是 “果壳” 中的 JWT。JSON Web Tokens 中最重要的事情就是 他们是被签名的。这确保了 JWT 在你的服务之间传输时不被篡改。这被称为 验证签名。对于加密， JWT 有更多高级特性，如果你需要加密 claim 中的信息，这是可行的， 如果使用 JSON Web Encryption 。

如何保护 JWT？

有很多的库可以帮助你创建、验证 JWT， 但是当使用 JWT 时可以做很多事情来限制安全风险。

• 在信任 JWT 中的任何信息之前，先验证签名。这是可选的，但是我们最近在许多其他公司的 JWT 框架中看到了这项安全漏洞。我们最近看到的一项是和 JWT规范有关的，JWT 规范允许你将签名算法设置成 none 。 当你期望 JWT 是被签名过的时候， 你应当忽略它。换句话说，如果你把签名秘钥传给验证签名的方法并且签名算法被设置成 none， 验证应该是失败的。
• 保护用于计算以及验证签名的签名秘钥。签名秘钥应该只能被发布人和消费者访问， 两者之外的任何人都不应该访问到。
• JWT 中不要存储任何敏感数据。这些令牌通常都被签名过以保护数据不被篡改(没有加密), 所以 claim 中的数据非常容易被解码阅读。举个例子：你可能不想在 JWT 中保存用户的地址， 你可能想在 JWT 中保存用户记录的链接或者其他难懂的标识符， 然后让你的应用查询信息。如果你确实要在JWT 中保存敏感信息，看看 JSON Web Encryption (JWE)
• 如果你担心重放攻击， 可以在claim中 添加 现时标志(jti claim)、过期时间(exp claim)以及创建时间(iat claim)。这些在 JWT 规范中 都很好的定义了。