JWT

JWT란?

JWT(Json Web Token)의 줄임말로 웹에서 사용되는 JSON 형식의 토큰에 대한 표쥰 규격이며 주로 사용자의 인증 또는 인가 정보를 서버와 클라이언트간에 안전하게 주고 받기 위해 사용된다.

보통 HTTP 헤드에서 Authorization Bearer <토큰> 으로 설정하며 서버에서는 토큰에 포함되어 있는 서명 정보를 통해서 위변조 여부를 빠르게 검증할 수 있다.

JWT  구조

JWT 토큰은 헤더, 페이로드, 서명으로 이루어지며 Base64 인코딩이 되어 있는 상태이며 이 상태에서 각 구역을 .으로 구분할 수 있다. 

헤더

토큰의 헤더는 typ과 alg 두 가지 정보로 구성되어있다.alg는 헤더(Header)를 암호화 하는 것이 아니고, Signature를 해싱하기 위한 알고리즘을 지정하는 것이다.

• typ: 토큰의 타입을 지정 ex) JWT
• alg: 알고리즘 방식을 지정하며, 서명(Signature) 및 토큰 검증에 사용 ex) HS256(SHA256) 또는 RSA

2. PayLoad(페이로드)

토큰의 페이로드에는 토큰에서 사용할 정보의 조각들인 클레임(Claim)이 담겨 있다. 

클레임은 총 3가지로 나누어지며, Json(Key/Value) 형태로 다수의 정보를 넣을 수 있다.

 

 

2.1 등록된 클레임(Registered Claim)

등록된 클레임은 토큰 정보를 표현하기 위해 이미 정해진 종류의 데이터들로, 모두 선택적으로 작성이 가능하며 사용할 것을 권장한다. 또한 JWT를 간결하게 하기 위해 key는 모두 길이 3의 String이다. 여기서 subject로는 unique한 값을 사용하는데, 사용자 이메일을 주로 사용한다.

• iss: 토큰 발급자(issuer)
• sub: 토큰 제목(subject)
• aud: 토큰 대상자(audience)
• exp: 토큰 만료 시간(expiration), NumericDate 형식으로 되어 있어야 함 ex) 1480849147370
• nbf: 토큰 활성 날짜(not before), 이 날이 지나기 전의 토큰은 활성화되지 않음
• iat: 토큰 발급 시간(issued at), 토큰 발급 이후의 경과 시간을 알 수 있음
• jti: JWT 토큰 식별자(JWT ID), 중복 방지를 위해 사용하며, 일회용 토큰(Access Token) 등에 사용

 

2.2 공개 클레임(Public Claim)

공개 클레임은 사용자 정의 클레임으로, 공개용 정보를 위해 사용된다. 충돌 방지를 위해 URI 포맷을 이용하며, 예시는 아래와 같다.

{ 
    "https://mangkyu.tistory.com": true
}

 

2.3 비공개 클레임(Private Claim)

비공개 클레임은 사용자 정의 클레임으로, 서버와 클라이언트 사이에 임의로 지정한 정보를 저장한다. 아래의 예시와 같다.

{ 
    "token_type": access 
}

 

 

3. Signature(서명)

서명(Signature)은 토큰을 인코딩하거나 유효성 검증을 할 때 사용하는 고유한 암호화 코드이다. 서명(Signature)은 위에서 만든 헤더(Header)와 페이로드(Payload)의 값을 각각 BASE64Url로 인코딩하고, 인코딩한 값을 비밀 키를 이용해 헤더(Header)에서 정의한 알고리즘으로 해싱을 하고, 이 값을 다시 BASE64Url로 인코딩하여 생성한다.

 

[ JWT  장점 ]

• 확장성: 기존 서버에 세션을 저장하는 방식은 분산화된 환경에서 처음 로그인한 서버에만 요청을 보내도록 설정하는 등의 작업이 필요하다. 하지만 토큰은 토큰 값만 알고 있으면 어떤 서버로 요청을 보내던 문제가 되지 않는다.
• 확장성 덕분에 인증에 관한 트래픽 분산이 된다.

[ JWT 단점 및 고려사항 ]

• Self-contained: 토큰 자체에 정보를 담고 있으므로 양날의 검이 될 수 있다. 
• 토큰 길이: 토큰의 페이로드(Payload)에 3종류의 클레임을 저장하기 때문에, 정보가 많아질수록 토큰의 길이가 늘어나 네트워크에 부하를 줄 수 있다. 
• Payload 인코딩: 페이로드(Payload) 자체는 암호화 된 것이 아니라, BASE64Url로 인코딩 된 것이다. 중간에 Payload를 탈취하여 디코딩하면 데이터를 볼 수 있으므로, JWE로 암호화하거나 Payload에 중요 데이터를 넣지 않아야 한다. 
• Stateless: JWT는 상태를 저장하지 않기 때문에 한번 만들어지면 제어가 불가능하다. 즉, 토큰을 임의로 삭제하는 것이 불가능하므로 토큰 만료 시간을 꼭 넣어주어야 한다. 
• Store Token: 토큰은 클라이언트 측에서 관리해야 하기 때문에, 토큰을 저장해야 한다.