JWT 權杖詳解：結構、安全性與最佳實踐

JSON Web Token 幾乎出現在每個現代身份驗證系統中。你 Authorization 標頭中那串長長的字串——eyJhbGciOiJIUzI1NiIs...——就是一個 JWT，理解它的內部構造和運作原理對於建構安全的應用程式至關重要。

什麼是 JWT？

JWT 是一種精簡、URL 安全的權杖格式，用於在兩個實體之間傳遞聲明（claims，即資料）。它是自包含的——權杖本身就攜帶了驗證其真實性和提取使用者資訊所需的一切資訊，無需查詢資料庫。

使用我們的 JWT 編碼器/解碼器即時解碼任何 JWT。貼上權杖即可看到其標頭、負載和簽名的詳細拆解。

JWT 結構：三個部分

每個 JWT 都有三個以點號分隔的 Base64URL 編碼部分：

header.payload.signature

標頭（Header）

{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

指定簽名演算法和權杖類型。

負載（Payload）

{
  "sub": "user123",
  "name": "Alex Chen",
  "role": "admin",
  "iat": 1708963200,
  "exp": 1709049600
}

包含聲明（claims）——實際的資料。標準聲明包括 sub（主體）、iat（簽發時間）和 exp（過期時間）。

簽名（Signature）

透過使用密鑰對編碼後的標頭和負載進行簽名而建立。這可以防止篡改——任何修改都會使簽名失效。

JWT 身份驗證的運作方式

使用者以憑證登入
伺服器建立包含使用者聲明的 JWT 並簽名
伺服器將 JWT 回傳給客戶端
客戶端在後續請求的 Authorization 標頭中攜帶 JWT
伺服器驗證簽名並提取聲明——無需查詢資料庫

安全最佳實踐

務必驗證簽名

絕不要信任未經簽名驗證的 JWT。在開發階段可以使用我們的 JWT 解碼器來檢查權杖，但在生產環境中必須始終進行密碼學驗證。

使用較短的過期時間

JWT 一旦簽發就無法撤銷（不像 Session 權杖）。將過期時間設為較短（15-60 分鐘），並使用 Refresh Token 來維持長期工作階段。

選擇正確的演算法

HS256 — 使用 SHA-256 的 HMAC，對稱金鑰。簡單、快速，適合單一伺服器應用
RS256 — 使用 SHA-256 的 RSA，非對稱金鑰。更適合多個服務需要驗證權杖的分散式系統
絕對不要使用 "none" — alg: "none" 漏洞已經在現實世界中造成過資料外洩

保護密鑰

你的 JWT 簽名金鑰是身份驗證系統的主鑰匙。安全地儲存它、定期輪換，並且絕不要在客戶端程式碼中暴露。

不要在負載中存放敏感資料

JWT 負載是 Base64 編碼的，不是加密的。任何人都可以解碼。絕不要放入密碼、信用卡號碼或機密資訊。

常見的 JWT 錯誤

未驗證過期時間 — 務必檢查 exp 聲明
將 JWT 存放在 localStorage — 容易受到 XSS 攻擊。改用 httpOnly Cookie
權杖過大 — JWT 會包含在每個請求標頭中。保持負載精簡
未使用 HTTPS — 透過 HTTP 發送的 JWT 可能被攔截

常見問題

可以撤銷 JWT 嗎？

不能直接撤銷——JWT 是無狀態的。替代方案包括設定較短的過期時間、建立權杖黑名單，或更換簽名金鑰（這會使所有權杖失效）。

應該使用 JWT 來管理工作階段嗎？

JWT 非常適合 API 身份驗證和微服務架構。對於傳統的 Web 工作階段，使用 Cookie 的伺服器端 Session 通常更簡單也更安全。

JWT 和 OAuth 有什麼區別？

OAuth 是一個授權框架。JWT 是一種權杖格式。OAuth 可以使用 JWT 作為存取權杖，但它們解決的是不同的問題。