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Json Web Token

JSON Web Token (JWT) 定義在 RFC 7519，用於實現雙方之間的安全通信。

考慮到一個可以用來表示用戶的 JSON 物件：

{
  "sub": "subject",
  "name": "username"
}

並且，可以使用數字簽名的機制，來確保該數據在傳輸過程中沒有被竄改過：服務器使用其私鑰簽署這個 JSON 物件，然後客戶端可以使用服務器的公鑰驗證這個簽名。

內容格式​

JWT 包含了以下內容：

  1. header - 算法和類型
  2. payload - 實際數據
  3. signature - 涵蓋頭部和載荷的簽名

並使用 {{header}}.{{payload}}.{{signature}} 的形式連接起來。考慮到一些字符對於網路傳輸不友好，因此 Header 與 Payload 會先使用 base64 編碼

jwt

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

base64編碼後輸出 eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "admin": true,
  "iat": 1516239022
}

base64編碼後輸出 eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWUsImlhdCI6MTUxNjIzOTAyMn0

最後使用 HMAC(base64Url(header) + "." + base64Url(payload), secret) 輸出 signature，最終輸出以下內容為 JWT

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWUsImlhdCI6MTUxNjIzOTAyMn0.KMUFsIDTnFmyG3nMiGM6H9FNFUROf3wh7SmqJp-QV30

簽名算法​

在前面算法我們使用了 HMAC，來進行計算簽章的計算，這是一種對稱加密演算法。簽署（Sign）Token 和驗證（Verify）Token 使用的是 同一把私鑰（Private Key）。

另外一種作法是基於非對稱加密演算法，IdP 保存私鑰，用來簽署 Token；同時將公鑰給公開，允許任何人下載後驗證 Token 的真實性質。

特性HSRS、ES、PS 系列
類型對稱式 (Symmetric)非對稱式 (Asymmetric)
金鑰數量1 把2 把 (Private & Public Key)
安全性較低（私鑰分發困難）較高（僅簽署方需私鑰）
速度快較慢
適用場景單一應用程式、內部服務微服務架構、第三方授權 (OAuth2)

在現代的開發中，我推薦使用橢圓曲線數字簽名算法 (ECDSA) ，能夠建立更緊湊的簽名，且性能更加高效率。

驗證方式​

  1. 使用 . 分隔 JWT 的三個部份
  2. 使用 base64 解碼 Header 與 Payload
  3. 根據 Header 登記的算法，與應用持有的金鑰對簽章進行驗證
最後於 更新