Τι είναι τα JWT και πώς λειτουργούν;

Ο ασφαλής μηχανισμός ελέγχου ταυτότητας και εξουσιοδότησης είναι ζωτικής σημασίας για τη διαφύλαξη ευαίσθητων πληροφοριών. Ένας μηχανισμός που έχει κερδίσει σημαντική δημοτικότητα είναι τα JSON Web Tokens (JWT).

Τα JWT παρέχουν έναν ασφαλή και αποτελεσματικό τρόπο ελέγχου ταυτότητας, εξουσιοδότησης και μετάδοσης πληροφοριών. Προσφέρουν μια ισχυρή βάση για τη δημιουργία ασφαλών εφαρμογών Ιστού και API.

Εισαγωγή στα JWT

JWTs είναι αυτόνομες δομές δεδομένων που δύο μέρη μπορούν να χρησιμοποιήσουν για τη μεταφορά πληροφοριών. Τα JWT αποτελούνται από τρία διαφορετικά μέρη: μια κεφαλίδα, ένα ωφέλιμο φορτίο και μια υπογραφή. Κάθε κομμάτι εξυπηρετεί έναν συγκεκριμένο σκοπό για τη διασφάλιση της ακεραιότητας και της αυθεντικότητας.

1. ο επί κεφαλής περιέχει μεταδεδομένα για τον τύπο του διακριτικού και τον αλγόριθμο υπογραφής. Βοηθά τον παραλήπτη να καθορίσει τον τρόπο επικύρωσης και επεξεργασίας του διακριτικού.
instagram viewer
2. ο φορτίο επί πληρωμή διατηρεί τα δεδομένα ή τις αξιώσεις για μετάδοση. Οι αξιώσεις μπορεί να περιλαμβάνουν πληροφορίες χρήστη, ρόλους, δικαιώματα και απαραίτητα μεταδεδομένα. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το ωφέλιμο φορτίο είναι δημόσια ορατό, επομένως δεν πρέπει να αποθηκεύετε ευαίσθητα δεδομένα χωρίς την κατάλληλη κρυπτογράφηση.
3. ο υπογραφή συνδυάζει την κωδικοποιημένη κεφαλίδα, το ωφέλιμο φορτίο και ένα μυστικό κλειδί ιδιωτικό στον διακομιστή. Εξασφαλίζει την αυθεντικότητα και την ακεραιότητα του διακριτικού.

Γιατί JWT;

Ακολουθούν ορισμένοι βασικοί λόγοι για τους οποίους τα JWT έχουν γίνει θεμελιώδες στοιχείο της σύγχρονης ανάπτυξης ιστού:

1. Τα JWT είναι ανιθαγενή και επεκτάσιμα. Τα JWT είναι ανιθαγενή, σε αντίθεση με τους παραδοσιακούς μηχανισμούς ελέγχου ταυτότητας που βασίζονται σε περιόδους λειτουργίας. Δεν χρειάζονται αποθήκευση από την πλευρά του διακομιστή και διαχείριση περιόδου λειτουργίας. Αυτό διευκολύνει την κλιμάκωση των εφαρμογών και την κατανομή του φόρτου εργασίας στους διακομιστές.
2. Συμβατότητα μεταξύ τομέων. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε JWT σε διαφορετικούς τομείς ή υποτομείς. Είναι ιδανικά για τη δημιουργία κατανεμημένων συστημάτων όπου ο έλεγχος ταυτότητας καλύπτει πολλές υπηρεσίες.
3. Ενισχυμένη ασφάλεια. Με τις ψηφιακές υπογραφές, τα JWT παρέχουν υψηλό επίπεδο ασφάλειας διασφαλίζοντας την εγκυρότητα του token. Επιπλέον, τα JWT μετριάζουν την έκθεση δεδομένων αποθηκεύοντας μόνο τις απαραίτητες πληροφορίες στο ωφέλιμο φορτίο.
4. Τα JWT είναι ελαφριά και αποτελεσματικά. Τα JWT είναι συμπαγή και αποτελεσματικά. Αυτό τα καθιστά ιδανικά για εφαρμογές για κινητές συσκευές ή σενάρια με περιορισμένο εύρος ζώνης.

Η ροή εργασιών υλοποίησης JWT

Θα χρειαστεί να ακολουθήσετε αυτά τα βήματα για να επιβάλετε JWT στην εφαρμογή σας:

1. Δημιουργία του διακριτικού. Σε μια επιτυχημένη έλεγχος ταυτότητας χρήστη διαδικασία, ο διακομιστής θα δημιουργήσει ένα JWT. Το JWT συνδυάζει την κεφαλίδα, το ωφέλιμο φορτίο και το μυστικό κλειδί. Ο διακομιστής στέλνει το διακριτικό που προκύπτει στον πελάτη.
2. Αποθήκευση κουπονιών. Ο πελάτης αποθηκεύει το διακριτικό με ασφάλεια. Ο πελάτης μπορεί να αποθηκεύσει JWT σε τοπική αποθήκευση ή ασφαλείς μηχανισμούς αποθήκευσης στην πλατφόρμα.
3. Αποστολή του διακριτικού. Για αιτήματα που χρειάζονται έλεγχο ταυτότητας, ο πελάτης περιλαμβάνει το JWT στις κεφαλίδες αιτημάτων ή ως παράμετρο. Ο διακομιστής επαληθεύει το διακριτικό και εξάγει τις απαραίτητες πληροφορίες από το ωφέλιμο φορτίο.
4. Λήξη συμβολικού και ανανέωση. Τα JWT μπορούν να περιλαμβάνουν χρόνο λήξης στο ωφέλιμο φορτίο. Ο πελάτης μπορεί να ζητήσει ένα ανανεωμένο διακριτικό χρησιμοποιώντας έναν μηχανισμό διακριτικού ανανέωσης για να χειριστεί τα ληγμένα διακριτικά.

Εφαρμόζοντας αυτά τα βήματα, μπορείτε να αξιοποιήσετε τη δύναμη των JWT για τη δημιουργία ασφαλών και επεκτάσιμων εφαρμογών ιστού.

Περιπτώσεις χρήσης και υλοποιήσεις JWT

Τα JWT φέρνουν επανάσταση στο παράδειγμα ασφάλειας. Ακολουθούν ορισμένες περιοχές και περιπτώσεις χρήσης για JWT.

1. Έλεγχος ταυτότητας χρήστη. Τα JWT είναι δημοφιλή για έλεγχο ταυτότητας χρήστη σε εφαρμογές web. Ο διακομιστής μπορεί με ασφάλεια να αναγνωρίσει και να ελέγξει την ταυτότητα του χρήστη για μεταγενέστερα αιτήματα. Η φύση χωρίς ιθαγένεια των JWT εξαλείφει την ανάγκη αποθήκευσης συνεδριών, με αποτέλεσμα τη βελτιωμένη επεκτασιμότητα.
2. Ενιαία σύνδεση (SSO). Τα JWT είναι εξαιρετικά για την εφαρμογή SSO σε όλα τα συστήματα. Μόλις ένας χρήστης συνδεθεί σε μια εφαρμογή, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα JWT για να του επιτρέψετε την πρόσβαση σε άλλα ολοκληρωμένα συστήματα. Αυτό απλοποιεί την εμπειρία του χρήστη, εξασφαλίζοντας παράλληλα ασφαλή έλεγχο πρόσβασης.
3. Ασφαλής επικοινωνία. Τα JWT μπορούν να εξασφαλίσουν την επικοινωνία μεταξύ μικροϋπηρεσιών ή API. Οι υπηρεσίες μπορούν να εξουσιοδοτούν αιτήματα χωρίς να βασίζονται σε κεντρικό διακομιστή ελέγχου ταυτότητας. Αυτή η αποκέντρωση ενισχύει την επεκτασιμότητα και μειώνει την επιβάρυνση των πόρων του δικτύου.
4. Έλεγχος ταυτότητας χωρίς κωδικό πρόσβασης. Τα JWT επιτρέπουν τον έλεγχο ταυτότητας χωρίς κωδικό πρόσβασης, βελτιώνοντας την ευκολία και την ασφάλεια των χρηστών. Μπορείτε να εκδώσετε JWT μέσω email ή SMS για να επαληθεύσετε την ταυτότητα του χρήστη χωρίς κωδικούς πρόσβασης και να μειώσετε τον κίνδυνο κλοπής διαπιστευτηρίων.

Ζητήματα ασφάλειας JWT

Η ασφάλεια JWT βασίζεται σε ισχυρούς μηχανισμούς επικύρωσης διακριτικών. Αυτοί οι μηχανισμοί περιλαμβάνουν επαλήθευση υπογραφής, επιλογή αλγορίθμου, χρονική σήμανση και επαλήθευση εκδότη.

Προστασία JWT από παραποίηση και πλαστογραφία

Υπογράψτε τα JWT σας με κρυπτογραφικούς συμπαγείς αλγόριθμους όπως HMAC ή RSA. Επαληθεύστε την υπογραφή κατά την επικύρωση του διακριτικού για να βεβαιωθείτε ότι το διακριτικό είναι ασφαλές και έγκυρο. Επίσης, αποθηκεύστε το μυστικό κλειδί που χρησιμοποιείτε για την υπογραφή JWT για να τα προστατεύσετε από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση. Εφαρμόστε πρακτικές εναλλαγής κλειδιού και ασφαλούς αποθήκευσης κλειδιών.

Πρόληψη κοινών τρωτών σημείων ασφαλείας JWT

Προσθέστε χρόνο λήξης στα JWT σας και απορρίψτε τα ληγμένα token για να αποτρέψετε την κακή χρήση. Τα JWT μπορούν να περιλαμβάνουν ένα κοινό (αξίωση aud) που προσδιορίζει τον προβλεπόμενο παραλήπτη του διακριτικού. Ελέγξτε εάν το κοινό αντιστοιχεί στην αναμενόμενη τιμή για να αποτρέψετε τη μη εξουσιοδοτημένη χρήση. Εφαρμογή JWT για ανάκληση ή μαύρη λίστα jWT σε περίπτωση υποψίας παραβίασης ή μη εξουσιοδοτημένης χρήσης.

Πρόσθετα ζητήματα ασφαλείας

Στείλτε τα JWT σας ασφαλή κανάλια όπως το HTTPS για να αποτρέψετε την υποκλοπή ή την υποκλοπή του διακριτικού. Διατηρήστε το μέγεθος του ωφέλιμου φορτίου σας στο ελάχιστο για να μειώσετε τον κίνδυνο έκθεσης σε ευαίσθητες πληροφορίες. Αποθηκεύστε ευαίσθητα δεδομένα στην πλευρά του διακομιστή και ανακτήστε τα όταν είναι απαραίτητο. Επικυρώστε και απολυμάνετε τα JWT μετά τη δημιουργία για να αποτρέψετε την έγχυση και άλλες επιθέσεις.

Δημοφιλείς εναλλακτικές λύσεις JWT

Πριν και μετά τα JWT, υπήρξαν άλλα μέτρα για έλεγχο ταυτότητας και εξουσιοδότηση. Ακολουθούν ορισμένες εναλλακτικές λύσεις JWT ανάλογα με τις προδιαγραφές της εφαρμογής σας.

κρατικές συνεδρίες

Μια παραδοσιακή εναλλακτική λύση στα JWT είναι οι συνεδρίες κατάστασης, όπου ο διακομιστής διατηρεί τα δεδομένα συνεδρίας. Οι περίοδοι λειτουργίας από την πλευρά του διακομιστή επιτρέπουν λεπτομερή έλεγχο της διαχείρισης περιόδων σύνδεσης, αλλά ενδέχεται να εισάγουν προκλήσεις επεκτασιμότητας. Επίσης, είναι επιρρεπείς σε συγκεκριμένες επιθέσεις.

OAuth 2.0

Το OAuth 2.0 είναι ένα εγκεκριμένο πρωτόκολλο ελέγχου ταυτότητας που επιτρέπει στους χρήστες να παραχωρούν περιορισμένη πρόσβαση στους πόρους τους σε εφαρμογές τρίτων. Χρησιμοποιεί διακριτικά για έλεγχο ταυτότητας αιτήματος και πλαίσιο για έλεγχο ταυτότητας και εξουσιοδότηση. Η επεκτασιμότητα του OAuth 2.0 ταιριάζει σε σενάρια που απαιτούν λεπτή πρόσβαση.

OpenID Connect

Το OpenID Connect (OIDC) βασίζεται στο OAuth 2.0 και προσθέτει ένα επίπεδο ταυτότητας που παρέχει έναν τυποποιημένο τρόπο για τον έλεγχο ταυτότητας των χρηστών. Εισάγει διακριτικά αναγνωριστικών που περιέχουν πληροφορίες χρήστη. Λειτουργεί επίσης ως επαληθεύσιμες αξιώσεις σχετικά με την ταυτότητα του χρήστη. Το OIDC είναι μια εξαιρετική επιλογή όταν η ομοσπονδία ταυτότητας και απλή σύνδεση (SSO) οι ικανότητες είναι απαραίτητες.

SAML

Η γλώσσα σήμανσης διαβεβαίωσης ασφαλείας (SAML) είναι ένα πρότυπο που βασίζεται σε XML για την ανταλλαγή δεδομένων ελέγχου ταυτότητας και εξουσιοδότησης. Το SAML επιτρέπει τον ενοποιημένο έλεγχο ταυτότητας. Αυτό επιτρέπει στους χρήστες να έχουν πρόσβαση σε πολλές εφαρμογές με ένα μόνο σύνολο διαπιστευτηρίων.

Το SAML παρέχει ισχυρά χαρακτηριστικά ασφαλείας, αλλά η εξάρτησή του από την XML είναι πρόκληση.

Πολλές γλώσσες και πλαίσια υποστηρίζουν JWT

Η αποτελεσματική εφαρμογή JWT μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ασφάλεια και την επεκτασιμότητα των εφαρμογών Ιστού. Μπορείτε να εφαρμόσετε έλεγχο ταυτότητας JWT σε πολλές γλώσσες, συμπεριλαμβανομένης της Python. Υπάρχει ισχυρή υποστήριξη για έλεγχο ταυτότητας χρήστη σε εφαρμογές Flask με JWT