[Javascript] JWT(Json Web Token)

Song-YunMin·2021년 3월 15일

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JWT(Json Web Token)

JWT 개념

JWT(Json Web Token) 란, Json 포맷을 이용하여 사용자에 대한 속성을 저장하는 Claim 기반의 Web Token 입니다. JWT 는 토큰 자체를 정보로 사용하는 Self-Contained 방식으로 정보를 안전하게 전달합니다. 주로 회원 인증이나 정보 전달에 사용되는 JWT는 아래의 로직을 따라서 처리됩니다.

애플리케이션이 실행될 때, JWT를 static 변수와 로컬 스토리지에 저장하게 됩니다. static 변수에 저장되는 이유는 HTTP 통신을 할 때마다 JWT 를 HTTP 헤더에 담아서 보내야 하는데, 이를 로컬 스토리지에서 계속 불러오면 오버헤드가 발생하기 때문입니다.

클라이언트에서 JWT 를 포함해 요청을 보내면 서버는 허가된 JWT 인지를 검사합니다. 또한 로그아웃을 할 경우 로컬 스토리지에 저장된 JWT 데이터를 제거합니다. (실제 서비스의 경우에는 로그아웃 시에 사용했던 토큰을 blacklist 라는 DB 테이블에 넣어 해당 토큰의 접근을 막는 작업을 해주어야 합니다.)

JWT 구조

JWT 는 Header, Payload, Signature 의 3부분으로 이루어지며, Json 형태인 각 부분은 Base64 로 인코딩 되어 표현됩니다. 또한 각각의 부분을 이어 주기 위해, 구분자를 사용하여 구분합니다.

추가로, Base64 는 암호화된 문자열이 아니고, 같은 문자열에 대해 항상 같은 인코딩 문자열을 반환합니다.

1. HEADER

토큰의 헤더는 typ 과 alg 두 가지 정보로 구성됩니다. alg 는, 헤더를 암호화 하는 것이 아니고, Signature 를 해싱하기 위한 알고리즘을 지정하는 것입니다.

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

2. PAYLOAD

토큰의 페이로드에는 토큰에서 사용할 정보들의 조각들인 클레임(Claim) 이 담겨 있습니다. 클레임은 총 3가지로 나누어지며 JSON 형태로 다수의 정보를 넣을 수 있습니다.

2-1. 등록된 클레임(Registered Claim)

등록된 클레임은 토큰 정보를 표현하기 위해 이미 정해진 종류의 데이터들로, 모두 선택적으로 작성이 가능하며, 사용할 것을 권장합니다. 또한 JWT 를 간결하게 하기 위해 key는 모두 길이 3의 String 입니다. 여기서 subject 로는 unique 한 값을 사용하는데, 사용자 이메일을 주로 사용합니다.

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 사용됩니다. 충돌 방지를 위해 URI 포맷을 사용하며, 예시는 아래와 같습니다.

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

2-3. 비공개 클레임(Private Claim)

비공개 클레임도 공개 클레임과 마찬가지로 사용자 정의 클레임입니다. 서버와 클라이언트 사이에 임의로 지정한 정보를 저장합니다. 아래 예시와 같습니다.

{"token_type":access}

3. Signature

Signature 는 토큰을 인코딩하거나 유효성 검증을 할 때 사용하는 고유한 암호화 코드입니다. 이는 위에서 만든 Header 와 Payload 의 값을 각각 Base64 로 인코딩하고, 인코딩한 값을 비밀 키를 이용해 Header 에서 정의한 알고리즘으로 해싱을 하고 이 값을 다시 Base64 로 인코딩하여 생성합니다.

JWT 토큰 예시

아래는 생성된 JWT 의 예시입니다.

생성된 토큰은 HTTP 통신을 할 때 Autorization 이라는 key의 value로 사용됩니다. 일반적으로 value에는 Bearer이 앞에 붙여 집니다.

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

JWT의 단점 및 고려사항

Self-contained : 토큰 자체에 정보를 담고 있으므로 양날의 검이 될 수 있습니다.
Token Length ****: 토큰의 페이로드(Payload)에 3종류의 클레임을 저장하기 때문에, 정보가 많아질수록 토큰의 길이가 늘어나 네트워크에 부하를 줄 수 있습니다.
Payload 인코딩 : 페이로드(Payload) 자체는 암호화 된 것이 아니라, BASE64로 인코딩 된 것입니다. 중간에 Payload를 탈취하여 디코딩하면 데이터를 볼 수 있으므로, 암호화하거나 Payload에 중요 데이터를 넣지 않아야 합니다.
Stateless : JWT는 상태를 저장하지 않기 때문에 한번 만들어지면 제어가 불가능합니다. 즉, 토큰을 임의로 삭제하는 것이 불가능하므로 토큰 만료 시간을 꼭 넣어주어야 합니다.
Tore Token : 토큰은 클라이언트 측에서 관리해야 하기 때문에, 토큰을 저장해야 합니다.