JWT 防篡改与主动注销：黑白名单机制剖析

2024-02-01 02:49:07

引言

JWT（JSON Web Token）是一种广泛用于单点登录（SSO）的令牌机制，其轻量级的特点使得它成为跨系统和设备实现无缝身份验证的理想选择。然而，JWT 也并非万无一失，它可能会面临篡改和主动注销等问题。本文将深入探讨 JWT 中的防篡改机制，重点介绍黑白名单机制在保障 JWT 安全性中的作用。

JWT 的防篡改机制

JWT 本身包含三个部分：头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature）。其中，头部指定了 JWT 的类型和所使用的算法，载荷包含了用户相关信息，而签名则用于验证 JWT 的完整性和真实性。

JWT 的防篡改机制主要是通过签名来实现的。签名是由 JWT 签发者使用私钥生成的，只有拥有私钥的人才能验证签名。如果 JWT 被篡改，签名将不再与头部和载荷相匹配，从而表明该 JWT 无效。

数字签名

JWT 中使用的签名算法通常是数字签名算法，如 RS256 或 HS256。这些算法基于非对称加密，其中签发者拥有私钥，而验证者拥有公钥。只有拥有私钥的人才能生成有效的签名，而只有拥有公钥的人才能验证签名。

续签问题

JWT 通常具有一个有效期，一旦超过有效期，该 JWT 将失效。为了避免用户频繁登录，可以采用续签机制。续签时，JWT 签发者会生成一个新的 JWT，并使用相同的私钥对新 JWT 进行签名。但是，续签时需要注意防止重放攻击。

OAuth2.0 的 refresh token 刷新机制

OAuth2.0 中提供了 refresh token 刷新机制，可以解决 JWT 的续签问题。refresh token 是一个长期有效的令牌，当 JWT 过期时，可以使用 refresh token 向授权服务器申请新的 JWT。这种机制可以避免重放攻击，因为 refresh token 通常存储在安全的地方。

黑白名单机制

除了上述机制之外，黑白名单机制也是保障 JWT 安全性的重要手段。

白名单机制

白名单机制是指将所有有效 JWT 的令牌值记录在白名单中。在验证 JWT 时，只需检查该 JWT 是否存在于白名单中即可。这种机制简单有效，但需要实时更新白名单，并且无法有效防止 JWT 过期后的重用。

黑名单机制

黑名单机制是指将所有无效 JWT 的令牌值记录在黑名单中。在验证 JWT 时，只需检查该 JWT 是否存在于黑名单中即可。这种机制可以有效防止 JWT 过期后的重用，但需要实时更新黑名单，并且黑名单的规模会随着时间的推移而不断增大。

黑白名单机制的比较

白名单机制和黑名单机制各有优缺点，具体使用哪种机制需要根据实际情况权衡。

机制	优点	缺点
白名单	简单有效	需要实时更新，无法防止 JWT 过期后的重用
黑名单	有效防止 JWT 过期后的重用	需要实时更新，黑名单规模会不断增大