بنية JWT: الترويسة والحمولة والتوقيع

إن JSON Web Token (JWT) هو تنسيق مدمج وآمن للاستخدام في عناوين URL، وقد عُرِّف في RFC 7519. وهو يرمّز المطالبات، أي التأكيدات المتعلقة بموضوع ما، وتوقيعًا تشفيريًا في سلسلة واحدة، مما يتيح المصادقة عديمة الحالة.

تأخذ JWT الشكل التالي: base64url(header).base64url(payload).base64url(signature). وتفصل النقطة بين الأجزاء. ويمكن قراءة الترويسة والحمولة لأنهما بترميز base64url وليستا مشفرتين. أما الجزء التشفيري الوحيد فهو التوقيع.

الترويسة كائن JSON: {"alg":"HS256","typ":"JWT"}. يحدد alg خوارزمية التوقيع (HS256 وRS256 وES256 وnone). ويكون typ دائمًا "JWT". وتشمل الترويسات الإضافية kid، أي معرّف المفتاح، لاختيار المفتاح.

المطالبات المسجلة القياسية هي: iss (المُصدِر)، sub (الموضوع)، aud (الجمهور)، exp (طابع زمني لانتهاء الصلاحية بنظام Unix)، nbf (ليس قبل)، iat (وقت الإصدار)، وjti (معرّف JWT المستخدم في الإبطال). أما المطالبات المخصصة فهي أي أزواج إضافية من المفاتيح والقيم.

import base64, json token = "eyJ..." parts = token.split(".") header = json.loads(base64.urlsafe_b64decode(parts[0]+"==")) payload = json.loads(base64.urlsafe_b64decode(parts[1]+"==")) print(header, payload)

بالنسبة إلى HS256: HMAC-SHA256(base64url(header)+"."+base64url(payload), secret). يعيد الطرف المستقبِل حساب هذه القيمة ويقارنها بجزء التوقيع. فإذا تطابقت القيمتان ولم تنتهِ صلاحية الرمز، كان الرمز صالحًا.

بالنسبة إلى RS256، يوقّع المفتاح الخاص السلسلة header.payload باستخدام RSA-SHA256. ويمكن لأي جهة تملك المفتاح العام التحقق من التوقيع من دون المفتاح الخاص. وتُوزَّع المفاتيح العامة عبر نقاط نهاية JWKS (JSON Web Key Set)، مثل /.well-known/jwks.json.

يستبدل Base64url الرمز + بالرمز - والرمز / بالرمز _، ويحذف حشو =. ويجعل ذلك JWTs آمنة للاستخدام في عناوين URL وترويسات HTTP وملفات تعريف الارتباط من دون ترميز النسبة المئوية. ولا تزال البايتات الخام غير مشفَّرة، بل مُرمَّزة فقط.

يمكن لأي شخص يفك ترميز حمولة JWT باستخدام base64url رؤيتها. لا تضعوا أسرارًا، مثل كلمات المرور أو SSNs، في حمولة JWT إلا عند استخدام JWE (JSON Web Encryption) مع خوارزمية "enc" للتشفير الفعلي.

اضبطوا exp على مدة قصيرة، من 15 إلى 60 دقيقة لرموز الوصول. وتتراكم المخاطر في JWTs طويلة العمر؛ فإذا سُرقت، تظل صالحة حتى انتهاء صلاحيتها. استخدموا رموز التحديث المخزنة بأمان لإصدار رموز وصول جديدة قصيرة العمر.

تنشر موفرو المصادقة، مثل Auth0 وKeycloak وGoogle، عنوان URL لـ JWKS. ويجلب المتحقق المفاتيح العامة حسب kid، ويخزنها مؤقتًا، ويتحقق من التوقيعات من دون الاتصال بالمُصدِر في كل طلب. ويؤدي تدوير المفاتيح إلى تحديث نقطة نهاية JWKS.

أي جزء من JWT يحتوي على التوقيع التشفيري؟

تتكون JWT من ثلاثة أجزاء JSON بترميز base64url: الترويسة، التي تحدد الخوارزمية، والحمولة، التي تحتوي على المطالبات، والتوقيع. والحمولة قابلة للقراءة وليست مشفَّرة. والخطوة التالية هي الاختيار بين HS256 وRS256.