简述JWT的结构组成及验证流程

题目

简述JWT的结构组成及验证流程

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐

考点

JWT结构,签名验证,基础安全

快速回答

JWT由三部分组成：

1. Header：声明令牌类型和签名算法（如HS256）
2. Payload：携带用户数据（如用户ID）和声明（如过期时间）
3. Signature：对前两部分的签名，用于验证完整性

验证流程：

1. 检查签名是否有效（防篡改）
2. 验证令牌是否过期（exp字段）
3. 检查签发者（iss字段）是否可信

原理说明

JWT（JSON Web Token）是一种开放标准（RFC 7519），用于安全传输JSON格式的声明。其核心原理：

1. 无状态认证：服务端无需存储会话信息，所有数据包含在令牌中
2. 数字签名：通过签名确保令牌未被篡改（常用HMAC或RSA算法）
3. 自包含数据：Payload可直接存储用户基础信息，减少数据库查询

代码示例（Node.js）

// 生成JWT示例（使用jsonwebtoken库）
const jwt = require('jsonwebtoken');

// 1. 生成令牌
const token = jwt.sign(
  { userId: 123, exp: Math.floor(Date.now() / 1000) + 3600 }, // Payload
  'your_secret_key', // 密钥
  { algorithm: 'HS256' } // Header
);

// 2. 验证令牌
jwt.verify(token, 'your_secret_key', (err, decoded) => {
  if (err) {
    // 验证失败场景
    if (err.name === 'TokenExpiredError') console.error('令牌过期');
    if (err.name === 'JsonWebTokenError') console.error('签名无效');
  } else {
    console.log('验证成功:', decoded.userId); // 输出：123
  }
});

最佳实践

1. 密钥管理：使用强密钥（长度≥32字符）并定期轮换
2. 设置短有效期：Payload中务必包含exp字段（建议≤1小时）
3. HTTPS传输：防止令牌在传输中被截获
4. 敏感数据：Payload不要存储密码等敏感信息（JWT默认不加密）

常见错误

• ❌ 忽略签名验证（攻击者可伪造任意令牌）
• ❌ 未检查exp字段（导致过期令牌继续有效）
• ❌ 使用弱加密算法（如none算法或HS256弱密钥）
• ❌ 前端存储不当（应存HttpOnly Cookie而非localStorage）

扩展知识

• JWT vs Session：JWT适合分布式系统，Session更易实现即时吊销
• 刷新令牌：访问令牌过期后，用独立刷新令牌获取新访问令牌
• JWE（JSON Web Encryption）：需要加密时使用，可保护Payload隐私