Устройство JWT: заголовок, полезная нагрузка, подпись

JSON Web Token (JWT) — это компактный безопасный для URL формат токенов, определённый в RFC 7519. Он кодирует утверждения (заявления о субъекте) и криптографическую подпись в одной строке, обеспечивая аутентификацию без состояния.

JWT имеет форму: base64url(header).base64url(payload).base64url(signature). Точка разделяет части. Заголовок и полезная нагрузка читаемы (base64url, а не зашифрованы). Криптографической является только подпись.

Заголовок представляет собой объект JSON: {"alg":"HS256","typ":"JWT"}. alg задаёт алгоритм подписи (HS256, RS256, ES256, none). typ всегда имеет значение "JWT". Дополнительные заголовки включают kid (идентификатор ключа) для выбора ключа.

Стандартные зарегистрированные утверждения: iss (издатель), sub (субъект), aud (аудитория), exp (время истечения в формате временной метки Unix), nbf (не ранее), iat (время выпуска), jti (идентификатор JWT для отзыва). Пользовательские утверждения — это любые дополнительные пары ключ-значение.

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)

Для HS256: HMAC-SHA256(base64url(header)+"."+base64url(payload), secret). Получатель пересчитывает это значение и сравнивает его с частью подписи. Если значения совпадают и срок действия токена не истёк, токен действителен.

Для RS256 закрытый ключ подписывает строку header.payload с использованием RSA-SHA256. Любая сторона, располагающая открытым ключом, может проверить подпись без закрытого ключа. Открытые ключи распространяются через конечные точки JWKS (JSON Web Key Set), например /.well-known/jwks.json.

Base64url заменяет + на -, а / на _, и удаляет дополнение =. Благодаря этому JWT безопасно использовать в URL, заголовках HTTP и файлах cookie без процентного кодирования. Исходные байты по-прежнему не зашифрованы — они только закодированы.

Полезная нагрузка JWT видна всем, кто декодирует её из base64url. Никогда не помещайте секреты (пароли, номера социального страхования) в полезную нагрузку JWT, если только не используете JWE (JSON Web Encryption) с алгоритмом "enc" для настоящего шифрования.

Задавайте для exp короткий срок действия (15–60 минут для токенов доступа). Долгоживущие JWT повышают риск: если их украдут, они остаются действительными до истечения срока действия. Используйте токены обновления, хранящиеся безопасно, чтобы выдавать новые краткосрочные токены доступа.

Поставщики аутентификации (Auth0, Keycloak, Google) публикуют URL JWKS. Проверяющая сторона получает открытые ключи по kid, кэширует их и проверяет подписи без обращения к издателю для каждого запроса. При смене ключей обновляется конечная точка JWKS.

Какая часть JWT содержит криптографическую подпись?

JWT состоит из трёх частей JSON, закодированных в base64url: заголовка (алгоритм), полезной нагрузки (утверждения) и подписи. Полезная нагрузка читаема и не зашифрована. Далее: выбор между HS256 и RS256.