JWT-Aufbau: Header, Payload, Signatur

Ein JSON Web Token (JWT) ist ein kompaktes, URL-sicheres Tokenformat, das in RFC 7519 definiert ist. Es codiert Claims (Aussagen über ein Subjekt) und eine kryptografische Signatur in einer einzigen Zeichenkette und ermöglicht dadurch zustandslose Authentifizierung.

Ein JWT hat die Form: base64url(header).base64url(payload).base64url(signature). Der Punkt trennt die Teile. Header und Payload sind lesbar (base64url, nicht verschlüsselt). Nur die Signatur ist kryptografisch.

Der Header ist ein JSON-Objekt: {"alg":"HS256","typ":"JWT"}. alg gibt den Signaturalgorithmus an (HS256, RS256, ES256, none). typ ist immer "JWT". Weitere Header enthalten beispielsweise kid (Schlüssel-ID) zur Schlüsselauswahl.

Registrierte Standard-Claims: iss (Aussteller), sub (Subjekt), aud (Zielgruppe), exp (Ablaufzeit als Unix-Zeitstempel), nbf (nicht gültig vor), iat (ausgestellt am), jti (JWT-ID für den Widerruf). Benutzerdefinierte Claims sind beliebige zusätzliche Schlüssel-Wert-Paare.

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)

Für HS256: HMAC-SHA256(base64url(header)+"."+base64url(payload), secret). Der Empfänger berechnet dies neu und vergleicht es mit dem Signaturteil. Wenn beides übereinstimmt und das Token nicht abgelaufen ist, ist das Token gültig.

Für RS256 signiert der private Schlüssel die Zeichenkette header.payload mit RSA-SHA256. Jede Partei mit dem öffentlichen Schlüssel kann die Signatur ohne den privaten Schlüssel prüfen. Öffentliche Schlüssel werden über JWKS-Endpunkte (JSON Web Key Set) verteilt, zum Beispiel über /.well-known/jwks.json.

Base64url ersetzt + durch - und / durch _ und lässt das =-Padding weg. Dadurch sind JWTs in URLs, HTTP-Headern und Cookies ohne Prozentcodierung sicher verwendbar. Die Rohbytes sind weiterhin nicht verschlüsselt, sondern lediglich codiert.

Der Payload eines JWT ist für jeden sichtbar, der ihn mit base64url decodiert. Legen Sie niemals Geheimnisse (Passwörter, SSNs) in einem JWT-Payload ab, es sei denn, Sie verwenden JWE (JSON Web Encryption) mit dem "enc"-Algorithmus zur tatsächlichen Verschlüsselung.

Setzen Sie exp auf eine kurze Gültigkeitsdauer (15–60 Minuten für Access-Tokens). Langlebige JWTs erhöhen das Risiko: Wenn sie gestohlen werden, bleiben sie bis zum Ablauf gültig. Verwenden Sie sicher gespeicherte Refresh-Tokens, um neue, kurzlebige Access-Tokens auszustellen.

Auth-Anbieter (Auth0, Keycloak, Google) veröffentlichen eine JWKS-URL. Der Verifizierer ruft öffentliche Schlüssel anhand von kid ab, speichert sie im Cache und prüft Signaturen, ohne den Aussteller für jede Anfrage zu kontaktieren. Bei einer Schlüsselrotation wird der JWKS-Endpunkt aktualisiert.

Welcher Teil eines JWT enthält die kryptografische Signatur?

Ein JWT besteht aus drei base64url-codierten JSON-Teilen: Header (Algorithmus), Payload (Claims) und Signatur. Der Payload ist lesbar und nicht verschlüsselt. Als Nächstes geht es um die Auswahl zwischen HS256 und RS256.