מה הם JWTs וכיצד הם עובדים?

מנגנון אימות מאובטח והרשאה חיוניים לשמירה על מידע רגיש. מנגנון אחד שזכה לפופולריות משמעותית הוא JSON Web Tokens (JWTs).

JWTs מספקים דרך מאובטחת ויעילה לאימות, הרשאה והעברת מידע. הם מציעים בסיס חזק לבניית יישומי אינטרנט וממשקי API מאובטחים.

מבוא ל-JWTs

JWTs הם מבני נתונים עצמאיים ששני צדדים יכולים להשתמש בהם כדי להעביר מידע. JWTs מורכבים משלושה חלקים נפרדים: כותרת, מטען וחתימה. כל יצירה משרתת מטרה מסוימת בהבטחת שלמות ואותנטיות סמלית.

1. ה כּוֹתֶרֶת מכיל מטא נתונים על סוג האסימון ואלגוריתם החתימה. זה עוזר לנמען לקבוע כיצד לאמת ולעבד את האסימון.
2. ה מטען מחזיק את הנתונים או התביעות לשידור. תביעות עשויות לכלול מידע משתמש, תפקידים, הרשאות ומטא נתונים נחוצים. חשוב לציין כי המטען גלוי לציבור, כך שלא כדאי לאחסן נתונים רגישים ללא הצפנה מתאימה.
3. ה חֲתִימָה משלב את הכותרת המקודדת, המטען והמפתח הסודי הפרטי לשרת. זה מבטיח את האותנטיות והשלמות של האסימון.

למה JWTs?

הנה כמה סיבות מרכזיות לכך ש-JWT הפכו למרכיב בסיסי בפיתוח אינטרנט מודרני:

1. JWTs הם חסרי מדינה וניתנים להרחבה. JWTs הם חסרי מדינה, בניגוד למנגנוני אימות מסורתיים מבוססי הפעלה. הם לא צריכים אחסון וניהול הפעלות בצד השרת. זה מקל על קנה מידה של יישומים וחלוקת עומס העבודה בין שרתים.
2. תאימות בין דומיינים. אתה יכול להשתמש ב-JWT על פני דומיינים או תת-דומיינים שונים. הם אידיאליים לבניית מערכות מבוזרות שבהן האימות משתרע על שירותים רבים.
3. אבטחה משופרת. עם חתימות דיגיטליות, JWTs מספקים רמה גבוהה של אבטחה על ידי הבטחת תוקף אסימון. בנוסף, JWTs מפחיתים את חשיפת הנתונים על ידי אחסון רק מידע הכרחי במטען.
4. JWTs הם קלים ויעילים. JWTs הם קומפקטיים ויעילים. זה הופך אותם לאידיאליים עבור יישומים ניידים או תרחישים עם רוחב פס מוגבל.

זרימת העבודה של יישום JWT

תצטרך לבצע את השלבים הבאים כדי לאכוף JWTs באפליקציה שלך:

1. יצירת האסימון. על מוצלח אימות משתמש בתהליך, השרת יפיק JWT. ה-JWT משלב את הכותרת, המטען והמפתח הסודי. השרת שולח את האסימון שנוצר ללקוח.
2. אחסון אסימונים. הלקוח מאחסן את האסימון בצורה מאובטחת. הלקוח יכול לאחסן JWTs באחסון מקומי או מנגנוני אחסון מאובטחים בפלטפורמה.
3. שולח את האסימון. עבור בקשות שצריכות אימות, הלקוח כולל את ה-JWT בכותרות הבקשה או כפרמטר. השרת מאמת את האסימון ומחלץ את המידע הדרוש מהמטען.
4. תפוגה וחידוש של אסימון. ל-JWTs יכול להיות זמן תפוגה כלול במטען. הלקוח יכול לבקש אסימון רענן באמצעות מנגנון אסימון רענון לטיפול באסימונים שפג תוקפם.

על ידי יישום שלבים אלה, אתה יכול לרתום את הכוח של JWTs לבניית יישומי אינטרנט מאובטחים וניתנים להרחבה.

מקרי שימוש ויישומים של JWTs

JWTs מחוללים מהפכה בפרדיגמת האבטחה. להלן כמה אזורים ומקרי שימוש עבור JWTs.

1. אימות משתמש. JWTs פופולריים עבור אימות משתמשים ביישומי אינטרנט. השרת יכול לזהות ולאמת את המשתמש בצורה מאובטחת לבקשות מאוחרות יותר. האופי חסר המדינה של JWTs מבטל את הצורך באחסון הפעלות, וכתוצאה מכך מדרגיות משופרת.
2. כניסה יחידה (SSO). JWTs מצוינים להטמעת SSO בין מערכות. ברגע שמשתמש נכנס לאפליקציה אחת, אתה יכול ליצור JWT כדי לאפשר לו גישה למערכות משולבות אחרות. זה מפשט את חווית המשתמש תוך הבטחת בקרת גישה מאובטחת.
3. תקשורת מאובטחת. JWTs יכולים לאבטח תקשורת בין שירותי מיקרו או ממשקי API. שירותים יכולים לאשר בקשות מבלי להסתמך על שרת אימות מרכזי. ביזור זה משפר את יכולת ההרחבה ומפחית את העומס על משאבי הרשת.
4. אימות ללא סיסמה. JWTs מאפשרים אימות ללא סיסמה, משפרים את נוחות המשתמש והאבטחה. אתה יכול להנפיק JWTs באמצעות דואר אלקטרוני או SMS כדי לאמת את זהות המשתמש ללא סיסמאות ולהפחית את הסיכון לגניבת אישורים.

שיקולי אבטחה של JWT

אבטחת JWT תלויה במנגנוני אימות אסימון חזקים. מנגנונים אלו כוללים אימות חתימה, בחירת אלגוריתם, חותמת זמן ואימות מנפיק.

הגנה על JWTs מפני שיבוש וזיוף

חתום על JWTs שלך עם אלגוריתמים מוצקים קריפטוגרפיים כמו HMAC או RSA. אמת את החתימה במהלך אימות האסימון כדי לוודא שהאסימון בטוח ותקף. כמו כן, אחסן את המפתח הסודי שבו אתה משתמש לחתימה על JWTs כדי להגן עליהם מפני גישה לא מורשית. יישם שיטות סיבוב מפתח ואחסון מפתח מאובטח.

מניעת פרצות אבטחה נפוצות של JWT

הוסף זמן תפוגה ל-JWTs שלך ודחה אסימונים שפג תוקפם כדי למנוע שימוש לרעה. JWTs יכולים לכלול קהל (תביעת אאוט) המציין את המקבל המיועד של האסימון. בדוק אם הקהל תואם לערך הצפוי כדי למנוע שימוש לא מורשה. יישם JWTs כדי לבטל או לרשום שחור JWTs במקרה של חשד לפשרה או שימוש לא מורשה.

שיקולי אבטחה נוספים

שלח את ה-JWTs שלך ערוצים מאובטחים כמו HTTPS כדי למנוע ציתות או יירוט של האסימון. שמור על גודל המטען שלך למינימום כדי להפחית את הסיכון לחשיפת מידע רגיש. אחסן נתונים רגישים בצד השרת ואחזר אותם בעת הצורך. אמת וחיטוי JWTs לאחר יצירתם כדי למנוע הזרקות והתקפות אחרות.

חלופות JWT פופולריות

לפני ואחרי JWTs, היו אמצעים אחרים עבור אימות והרשאה. להלן כמה חלופות JWT בהתאם למפרטי האפליקציה שלך.

מפגשים ממלכתיים

חלופה מסורתית אחת ל-JWTs היא הפעלות מצביות, שבהן השרת שומר על נתוני הפגישה. הפעלות בצד השרת מאפשרות שליטה מפורטת על ניהול הפעלות אך עשויות להכניס אתגרי מדרגיות. כמו כן, הם רגישים להתקפות ספציפיות.

OAuth 2.0

OAuth 2.0 הוא פרוטוקול אימות מאומץ המאפשר למשתמשים להעניק גישה מוגבלת למשאבים שלהם לאפליקציות צד שלישי. הוא משתמש באסימונים לאימות בקשות ובמסגרת לאימות והרשאה. יכולת ההרחבה של OAuth 2.0 מתאימה לתרחישים הדורשים גישה עדינה.

OpenID Connect

OpenID Connect (OIDC) מבוסס על OAuth 2.0 ומוסיף שכבת זהות המספקת דרך סטנדרטית לאימות משתמשים. זה מציג אסימוני מזהה המכילים מידע משתמש. זה משמש גם כטענות הניתנות לאימות לגבי זהות המשתמש. OIDC היא בחירה מצוינת כאשר פדרציית זהות ו כניסה יחידה (SSO) היכולות חיוניות.

SAML

שפת ה-Security Assertion Markup Language (SAML) היא תקן מבוסס XML להחלפת נתוני אימות והרשאה. SAML מאפשר אימות מאוחד. זה מאפשר למשתמשים לגשת למספר יישומים עם סט יחיד של אישורים.

SAML מספקת תכונות אבטחה חזקות, אך ההסתמכות שלה על XML היא מאתגרת.

שפות ומסגרות רבות תומכות ב-JWTs

הטמעה יעילה של JWTs יכולה לשפר משמעותית את האבטחה והמדרגיות של יישומי אינטרנט. אתה יכול ליישם אימות JWT בשפות רבות, כולל Python. יש תמיכה חזקה לאימות משתמשים באפליקציות Flask עם JWTs