Spring Security 6 & JWT Authentication · Lekcja

Podpisywanie i weryfikowanie JWT

Poznają Państwo zasady kryptograficzne podpisywania JWT oraz sposoby weryfikowania integralności i autentyczności tokenu.

Podpisywanie i weryfikowanie JWT to bezpłatna lekcja Spring Security 6 & JWT Authentication na CoddyKit. To lekcja 3 z 4. Możesz przeczytać całą lekcję poniżej za darmo — a potem ćwiczyć ją interaktywnie w przeglądarce z wbudowanym edytorem kodu i tutorem AI dostępnym 24/7. To część ścieżki edukacyjnej Spring Security 6 & JWT Authentication, a Twój postęp synchronizuje się między webem a aplikacją CoddyKit. Kurs Spring Security 6 & JWT Authentication zawiera 4 lekcji w sumie.

Części tej lekcji nie zostały jeszcze przetłumaczone i są wyświetlane po angielsku.

What is JWT Signing?

JSON Web Tokens (JWTs) are powerful, but how do we trust them? Signing is the answer! It's a cryptographic process that ensures a token hasn't been tampered with and comes from a trusted source.

Integrity: Confirms the token's content hasn't been changed since it was issued.
Authenticity: Verifies the token was issued by the expected sender.

Without a signature, anyone could create or alter a JWT!

Keys to Security: The Secret

For symmetric signing algorithms like HMAC (e.g., HS256), a single secret key is used. This key is known only to the issuer and the intended verifier(s).

The secret key is a string of bytes, crucial for both signing and verifying.
It must be kept highly confidential.
If the secret key is compromised, your JWTs are no longer secure!

Algorithms: HS256 & RS256

JWTs use cryptographic algorithms to create the signature. The algorithm type is specified in the token's header.

HS256 (HMAC SHA-256): A symmetric algorithm. Uses a single secret key for both signing and verification. Simpler to implement.
RS256 (RSA SHA-256): An asymmetric algorithm. Uses a private key for signing and a public key for verification. More complex but better for distributed systems.

We'll focus on HS256 for our examples due to its simplicity.

Building the Signature (HS256)

The signature is created by combining the Base64Url encoded header, the Base64Url encoded payload, and your secret key using the chosen algorithm.

Take the Base64Url encoded header.
Take the Base64Url encoded payload.
Concatenate them with a dot: encodedHeader + "." + encodedPayload.
Hash this combined string using HMAC SHA-256 with your secret key.
Base64Url encode the resulting hash to get the final signature.

Result: encodedHeader.encodedPayload.signature

Code: Generating HS256 Signature

Here's a Java example to generate an HS256 signature for a JWT. Notice how the secret key is essential for the hashing process.

import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class JwtSigner {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String encodedHeader = "eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9"; // {"alg":"HS256","typ":"JWT"}
        String encodedPayload = "eyJpZCI6MSwicm9sZSI6InVzZXIifQ";     // {"id":1,"role":"user"}
        String secret = "coddykit-secret-lesson-key-1234567890";

        String dataToSign = encodedHeader + "." + encodedPayload;

        Mac hmacSha256 = Mac.getInstance("HmacSHA256");
        SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(secret.getBytes("UTF-8"), "HmacSHA256");
        hmacSha256.init(secretKey);

        byte[] signatureBytes = hmacSha256.doFinal(dataToSign.getBytes("UTF-8"));
        String encodedSignature = Base64.getUrlEncoder().withoutPadding().encodeToString(signatureBytes);

        System.out.println("Data to Sign: " + dataToSign);
        System.out.println("Generated Signature: " + encodedSignature);
        System.out.println("Full JWT: " + dataToSign + "." + encodedSignature);
    }
}

Verifying a JWT's Signature

Verification is the reverse process of signing. When you receive a JWT, you need to ensure its signature is valid.

Separate the received JWT into its three parts: header, payload, and signature.
Reconstruct the "data to sign" string: encodedHeader + "." + encodedPayload.
Using the same secret key and algorithm, calculate a new signature from this data.
Compare your newly calculated signature with the signature provided in the JWT.

If they match, the token is valid and untampered! If not, it's invalid.

Secure Key Management

The security of your JWTs critically depends on how well you manage your signing keys. A compromised key invalidates all your security efforts!

Confidentiality: Keep secret keys private. Never hardcode them in client-side code.
Rotation: Regularly change your keys to limit the impact of a potential compromise.
Strength: Use strong, random, and sufficiently long keys.
Store keys in secure environments, like environment variables or dedicated key management services.

Code: Verifying HS256 Signature

This example demonstrates how to verify a JWT's signature. We use the same secret key to recalculate the signature and compare it against the one in the token.

import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class JwtVerifier {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String jwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJpZCI6MSwicm9sZSI6InVzZXIifQ.qS6pQ_6_q-P_5_o-O_6_n-N_7_m-M_8_l-L_9_k-K_0_j-J_1_i-I_2_h-H_3_g-G_4_f-F_5_e-E_6_d-D_7_c-C_8_b-B_9_a-A"; 
        String secret = "coddykit-secret-lesson-key-1234567890";

        String[] parts = jwt.split("\\.");
        String encodedHeader = parts[0];
        String encodedPayload = parts[1];
        String receivedSignature = parts[2];

        String dataToSign = encodedHeader + "." + encodedPayload;

        Mac hmacSha256 = Mac.getInstance("HmacSHA256");
        SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(secret.getBytes("UTF-8"), "HmacSHA256");
        hmacSha256.init(secretKey);

        byte[] calculatedSignatureBytes = hmacSha256.doFinal(dataToSign.getBytes("UTF-8"));
        String calculatedSignature = Base64.getUrlEncoder().withoutPadding().encodeToString(calculatedSignatureBytes);

        if (calculatedSignature.equals(receivedSignature)) {
            System.out.println("Signature is VALID!");
        } else {
            System.out.println("Signature is INVALID!");
            System.out.println("Received: " + receivedSignature);
            System.out.println("Calculated: " + calculatedSignature);
        }
    }
}

Symmetric vs. Asymmetric Signing

While HS256 (HMAC SHA-256) uses a shared secret, RS256 (RSA SHA-256) and ES256 (ECDSA SHA-256) use key pairs.

Symmetric (e.g., HS256): Same key for signing and verifying. Best for single-service applications or when the verifier is also the issuer.
Asymmetric (e.g., RS256, ES256): Private key for signing, public key for verifying. Ideal for distributed systems where multiple services need to verify tokens issued by a central authority. The public key can be shared widely without compromising security.

Quick Check: JWT Security

You've learned about JWT signing and verification. Let's test your understanding.

Recap: Secure JWTs

Great job! We've demystified how JWTs are secured through signing and verification.

Signing ensures a JWT's integrity and authenticity using a cryptographic algorithm and a secret key.
HS256 (HMAC SHA-256) is a symmetric algorithm using a single shared secret.
Verification involves recalculating the signature and comparing it to the received one.
Secure key management is paramount for JWT security.
Asymmetric algorithms like RS256 use key pairs for distributed verification.

Next up, we'll see how to integrate JWTs with Spring Security!

Często zadawane pytania

Czy lekcja „Podpisywanie i weryfikowanie JWT” jest bezpłatna?

Tak — pełny tekst „Podpisywanie i weryfikowanie JWT” jest dostępny za darmo tutaj w sieci. Aby ćwiczyć ją interaktywnie (wbudowany edytor kodu i tutor AI dostępny 24/7) i odblokować resztę kursu Spring Security 6 & JWT Authentication, przejdź na CoddyKit PRO. Kurs Spring Security 6 & JWT Authentication zawiera 4 lekcji w sumie.

Co nauczysz się w „Podpisywanie i weryfikowanie JWT”?

Poznają Państwo zasady kryptograficzne podpisywania JWT oraz sposoby weryfikowania integralności i autentyczności tokenu. Ćwiczysz Spring Security 6 & JWT Authentication z praktycznym kodem, który uruchamiasz bezpośrednio w przeglądarce, a tutor AI dostępny 24/7 odpowiada na Twoje pytania podczas pracy nad lekcją.

Czy potrzebuję doświadczenia, aby zacząć Spring Security 6 & JWT Authentication?

Nie wymagamy żadnego doświadczenia. Spring Security 6 & JWT Authentication w CoddyKit jest strukturyzowany dla początkujących i zaawansowanych użytkowników, więc możesz zacząć tutaj lub od początku i uczyć się w swoim tempie. To lekcja 3 z 4.

Ile czasu zajmuje lekcja „Podpisywanie i weryfikowanie JWT”?

Większość lekcji CoddyKit trwa około 5–10 minut. Każda lekcja to mały, interaktywny krok, dzięki czemu robisz systematyczne postępy i zawsze wracasz dokładnie do tego samego miejsca — na webie i w aplikacji.

Czy mogę pisać i uruchamiać kod w tej lekcji Spring Security 6 & JWT Authentication?

Tak. Każda lekcja Spring Security 6 & JWT Authentication zawiera wbudowany edytor kodu, więc piszesz i uruchamiasz prawdziwy kod bezpośrednio w przeglądarce i od razu otrzymujesz sprzężenie zwrotne od AI — bez konfiguracji na komputerze.

Wszystkie lekcje w tym kursie

← Powrót do Spring Security 6 & JWT Authentication