[Back-end] JWT

Geun·2022년 4월 1일

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JWT(JSON Web Token)

JWT는 JSON Web Token의 약자로 전자 서명된 URL-safe의 JSON이다.
JWT는 속성 정보(Claim)을 JSON 데이터 구조로 표현한 토큰으로 RFC7519 표준이다.

JWT는 서버와 클라이언트 간 정보를 주고 받을 때 Http 리퀘스트 헤더에 JSON 토큰을 넣은 후 서버는 별도의 인증과정 없이 헤더에 포함되어 있는 JWT 정보를 통해 인증한다

JWT는 HMAC 알고리즘을 사용하여 비밀키 또는 RSA를 이용한 Publick Key/Private Key 쌍으로 서명할 수 있다.

JWT 구조

링크
내용

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJ2ZWxvcGVydC5jb20iLCJleHAiOiIxNDg1MjcwMDAwMDAwIiwiaHR0cHM6Ly92ZWxvcGVydC5jb20vand0X2NsYWltcy9pc19hZG1pbiI6dHJ1ZSwidXNlcklkIjoiMTEwMjgzNzM3MjcxMDIiLCJ1c2VybmFtZSI6InZlbG9wZXJ0In0.WE5fMufM0NDSVGJ8cAolXGkyB5RmYwCto1pQwDIqo2w

JWT는 Header, Payload, Signature의 세부분으로 이루어진다.
JSON 형태인 각 부분은 Base64로 인코딩되어 표현된다.
각 부분을 이어주기 위해서 .구분자를 사용해 구분한다.
추가로 Base64는 암호화된 문자열이 아니고 같은 문자열에 대해 항상 같은 인코딩 문자열을 반환한다.

토큰의 헤더는 typ와 alg의 두가지 정보로 구성된다.
alg는 헤더(Header)를 암호화하는 것이 아니고, Signature을 해싱하기 위한 알고리즘을 지정하는 것이다.

typ: 토큰의 타입을 지정한다. (JWT 같은 것)
alg: 알고리즘 방식을 지정, 서명(Signature) 및 토큰 검증에 사용한다. (HS256(SHA256)또는 RSA)

Payload(페이로드)

토큰의 페이로드에는 토큰에서 사용할 정보의 조각들인 클레임(Claim)이 담겨있다.
클레임은 총 3가지로 나누어지며, JSON(Key/Value) 형태로 다수의 정보를 넣을 수 있다.

등록된 클레임(Registered Claim)

등록된 클레임은 토큰 정보를 표현하기 위해 이미 정해진 종류의 데이터들로 모두 선택적으로 작성이 가능하며 사용하는 것을 권장한다.
JWT를 간결하게 하기 위해서 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 한다. ex) 1480849147370
nbf: 토큰 활성 날짜(not before), 이 날이 지나기 전의 토큰은 활성화되지 않는다.
iat: 토큰 발급 시간(issued at), 토큰 발급 이후의 경과 시간을 알 수 있다.
jti: JWT 토큰 식별자(JWT ID), 중복 방지를 위해 사용하며, 일회용 토큰(Access Token) 등에 사용한다.

공개 클레임(Public Claim)

공개 클레임은 사용자 정의 클레임으로 공개용 정보를 위해 사용된다.
충돌방지를 위해 URI 포맷을 이용한다.

예시

{ 
"https://velog.io/@ragi": true 
}

비공개 클레임(Private Claim)

비공개 클레임은 사용자 정의 클레임으로 서버와 클라이언트 사이에 임의로 지정한 정보를 저장한다.

예시

{ 
"token_type": access 
}

Signature(서명)

서명은 토큰을 인코딩하거나 유효성 검증을 할 때 사용하는 고유한 암호화 코드이다.
서명은 위에서 만든 헤더와 페이로드의 값을 각각 BASE64로 인코딩하고
인코딩한 값을 비밀 키를 이용해 헤더에서 정의한 알고리즘으로 해싱하고
이 값을 다시 BASE64로 인코딩하여 생성한다.

JWT 토큰 예시

이렇게 생성된 토큰은 HTTP 통신을 할 때 Authorization이라는 Key의 value로 사용된다.
일반적으로 value에는 Bearer가 앞에 붙는다.

{ 
"Authorization": "Bearer {생성된 토큰 값}", 
}

JWT 고려사항

JWT의 단점

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, BASE64로 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.
Tore Token: 토큰은 클라이언트 측에서 관리해야 하기 때문에, 토큰을 저장해야 한다.

JWT가 유용한 상황

회원 인증
JWT를 사용하는 가장 흔한 경우다.
사용자가 로그인을 하면 서버는 사용자의 정보를 기반으로 한 토큰을 발급한다.
사용자가 로그인이 되었는지 아닌지 신경쓸 필요 없고, 사용자가 요청을 할 때 토큰만 확인하면 되므로 세션관리가 필요없다. 서버자원과 비용을 절감할 수 있다.
정보 교류
JWT는 두 개체 사이에서 안정성있게 정보를 교환하기에 좋은 방법이다.
정보가 서명이 되어있기 때문에 정보를 보낸이가 바뀌진 않았는지, 정보가 도중에 조작되지는 않았는지 검증할 수 있다.