JWT 安全性與最佳實務

JWT 是一種基於 JSON 格式的開放標準，用於聲明之間的安全傳遞。在 Web 應用中，通常用於用戶認證，在客戶端與伺服器之間傳遞身份驗證信息。JWT 通常由三部分組成：頭部（Header）、消息體（Payload）、簽名（Signature）。這三部分使用點號分隔，像這樣 eyJhbGciOi...aGVsbG8。

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

在此例中，頭部指定了使用的簽名演算法，以及該令牌是 JWT 格式。它為整個令牌的驗證和安全提供資料基礎。

JWT 在 Web 認證中，通常涉及用戶登入後，伺服器生成 JWT 並返回給前端，由前端保存並在每次請求時附帶在 HTTP 頭部中發送至伺服器。伺服器驗證 JWT 以確保請求的合法性。

fetch('https://api.example.com/data', {
  method: 'GET',
  headers: { 'Authorization': `Bearer ${jwt}` }
})
.then(response => response.json())
.then(data => console.log(data));

以上範例展示了如何在 HTTP 請求中使用 Authorization 頭部附帶 JWT。這種方式既簡潔又有效，避免了存儲用戶資訊於伺服器之類的傳統做法。

生成安全的 JWT 至關重要，以防止潛在的漏洞。應優先選用強大的加密演算法（如 HS256 或 RS256），並確保 Signing Secret 和私鑰的長度足夠強大而不易被猜測。

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

務必實現足夠的有效期限來控制令牌的存活時間，以降低可能被盜用的風險。在後端，可以使用像 express-jwt 等中介軟體來簡化 JWT 的生成和驗證過程。當生成時，可考慮添加必要的 Claims 以匹配應用程序的安全策略需求。

在驗證流程中，伺服器需要拆解接收到的 JWT，解析其頭部和消息體的資訊，並使用儲存的簽名密鑰驗證簽名的正確性。若簽名與重新簽名的結果不符，則應拒絕請求。

const jwt = require('jsonwebtoken');
const secret = 'your-256-bit-secret';

jwt.verify(token, secret, function(err, decoded) {
  if (err) {
    // Handle error
  } else {
    // Access decoded token
    console.log(decoded);
  }
});

務必檢查令牌的 iat (發布時間) 和 exp (失效時間)，懶於檢查時間可能讓已過期的令牌繼續被不當使用。

重播攻擊是指攻擊者竊取並重覆使用合法使用者的 JWT 令牌來進行惡意操作。為防範，應設定令牌的短存活時間，並結合使用其他手段如 Token Blacklist 或 Refresh Token 機制。

短期令牌即便被竊取，能被使用的時間也很有限，而使用 Refresh Token 則能夠讓用戶在舊令牌過期後獲得新的安全令牌。

// Example of refresh token usage
const refreshTokens = [];

app.post('/token', (req, res) => {
  // Verify refresh token
  // and issue new JWT
});

儘管這會增添系統的複雜度，但對於提高應用的安全性和魯棒性卻是必要的。

篡改與偽造是JWT面臨的重大安全挑戰之一。為防範此類攻擊，嚴格的簽名驗證是必須的。此外，選用非對稱加密（如RS256）能進一步強化安全性，使得即使攻擊者獲取了Public Key，也無法生成有效JWT。

強烈建議定期更換和管理您的簽名密鑰，以減少密鑰洩漏帶來的風險。考慮使用密鑰管理系統（如AWS KMS）來進行密鑰的安全存儲及管理，提高密鑰安全性和使用便利性。

const publicKey = fs.readFileSync('/path/to/public.pub');

jwt.verify(token, publicKey, { algorithms: ['RS256'] }, function(err, decoded) {
  // Handle token verification
});

當前端瀏覽器進行跨來源請求時，務必設置適當的 CORS 政策以確保 JWT 的安全。幸運地，瀏覽器的 Same-Origin Policy 預設提供了良好的基礎防護。

在 Server 端，根據需求設置 CORS 的允許域名列表，並確保 HTTP 頭部包含合適的 Allow-Origin 和 Allow-Credentials 設置。

const cors = require('cors');

app.use(cors({
  origin: 'https://example.com',
  credentials: true
}));

這樣可以防止攻擊者從非授權域強制進行不當 token 啟用。

在存儲 JWT 時，需謹慎選擇存儲位置。LocalStorage 和 SessionStorage 雖然普遍使用，但若考慮 XSS 攻擊風險，HttpOnly Cookies 會是更安全的方式，因為它們無法被 JavaScript 操控。

配置 HttpOnly Cookies 需協調提供的 API ，此朵架構的修改可能性較大，但安全性顯著提高。

res.cookie('jwt', token, {
  httpOnly: true,
  secure: true,
  maxAge: 3600000
});

務必配合其他策略，如設置 Content Security Policy (CSP)，來降低 XSS 攻擊的破壞力。

常見攻擊如暴力破解、字典攻擊可透過選擇強椎的 Signing Secret、定期更換密鑰以及設置重試次數限制進行防護。適當的服務日誌監控則可提供早期威脅偵測能力。

服務端應時刻保持最新漏洞信息的掌握，如在OpenSSL中發現的演算法漏洞等，並即時更新庫和依賴。

npm update jsonwebtoken

確保擁有良好的事故響應流程紀錄，保障系統的穩定與安全。

JWT 使用中的進階技巧包括 Content Security Policy (CSP)、Http Strict Transport Security (HSTS)等 Web 安全頭的正確使用。這些策略可增加整體應用的安全性與健壯性。

考慮為應用引入時效性的檢測和限制，避免可能的暴力攻擊，合併 JWT 的檢查點策略，進一步防範不當使用情境，保障用戶的資料安全。

Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubDomains
Content-Security-Policy: default-src 'self'

這些 HTTP 頭部的配置能顯著提高應用的整體安全性，讓開發者安心應用 JWT。

Oauth2廣泛應用於分佈式系統，JWT作為Oauth2的補充，提供了一種輕型的身份验证方案。整合兩者可簡化用戶信息的傳輸和驗證流程。Jwt常作為Oauth2 Provider下發的 Authorization Token，提升了應用的靈活性與互操作性。

整合Oauth2時，需注意Token流的安全性，並充分利用Oauth2提供的刷新機制來調整Token壽命和管理。

// Example of OAuth2 with JWT
passport.authenticate('oauth2-jwt', { session: false });

訪問基於Oauth2及自定義透傳的客戶端前，務必完成充分測試，確保整合的流暢與無縫。

在現代分佈式 Microservices 架構中，JWT 的便攜特性提供了輕量級的身份驗證解決方案。消除了集中式session管理的需求，大幅度簡化了 Microservices 間的通信。

考慮在每個 Service 中植入 Token 解析與驗證的調用，讓單一服務獨立進行身份識別，大大增強系統彈性，簡化了整體服務搭建的複雜度。

service.get('/resource', (req, res) => {
  const token = req.headers['authorization'];
  jwt.verify(token, secret, (err, decoded) => {
    if (err) return res.sendStatus(403);
    // Proceed with business logic
  });
});

服務間通信的效率，因去中心化的JWT方案得到提升，整體搭建變得更加敏捷。

選擇JWT作為您Web服務的安全載體，務必全面覆蓋用戶資料的安全性設計。將安全考量貫穿於整個開發過程，從需求開始直至驗收。包括API 的安全交互、測試策略的完善及用戶數據的妥善存儲，皆為保障用戶資料不受洩漏或誤用的基本設計。

部分環節如驗證機制、過期策略，須緊密配合開發，以合理方式限制用戶進行違例操控，並供應回溯性紀錄。

// Best practice: setting token expiration
jwt.sign({ username: user }, secret, { expiresIn: '1h' });

這些考量，將為用戶資料的安全性奠定穩固基礎，預防潛在的資安問題。

單頁應用（SPA）由於客戶端和伺服端的分離，在身份驗證方面，JWT 提供了一個無狀態且靈活的解決方案。利用 SPA 特性，可在前端高效存取和管理用戶驗證狀態。

在應用JWT時，需考慮如何以最小的開銷更新和保護所需的用戶資訊，加速驗證進程和數據流轉。前端可根據需要設置合適的時間間隔來自動刷新 Token，以保持應用的持續性。

setInterval(() => {
  const newToken = refreshJWT(oldToken);
  saveToken(newToken);
}, REFRESH_INTERVAL);

慎選前端框架提供功能，激活其便捷性優勢，充分利用 JWT 做好身份認證流程。

JWT 作為 WebAPI 和客戶端之間的基礎身份驗証技術，憑藉其簡潔、靈活得到廣泛應用。然而，切勿忽視其在實際應用中涵蓋的安全挑戰。JWT 的使用，要求開發者進行全面的風險評估並採取相應的安全措施，達到平衡開發便利與系統安全的最佳狀態。

根據不同應用場景，開發者應籌劃不同的防禦策略，盡可能實踐本文所涉及的各種最佳實務，以強化Web應用的穩定性與用戶資料的安全。