Week 00 : JWT 설명

1. JWT(Json Web Token)이란 ?

 

JWT(Json Web Token)란 JSON 포맷을 이용하여 사용자에 대한 속성을 저장하는 Claim 기반의 Web Token이다.

JWT는 토큰 자체에 사용자의 권한 정보나 서비스를 사용하기 위한 정보를 포함하는 Self-Contained 방식으로 정보를 안전하게 전달한다.

두로 회원 인증이나 정보 전달에 사용되는 JWT는 아래와 같은 순서로 진행된다.

 

  1. 클라이언트 사용자가 아이디, 패스워드를 통해 웹서비스 인증.

  2. 서버에 서명된(Signed) JWT를 생성하여 클라이언트에 응답으로 돌려주기

  3. 클라이언트가 서버에 데이터를 추가적으로 요구할 때, JWT를 HTTP Header에 첨부

  4. 서버에서 클라이언트로부터 온 JWT를 검증.

 

JWT는 JSON 데이터를 Base64 URL-safe Encode를 통해 인코딩하여 직렬화한 것이 포함되며 토큰 내부에는 위변조 방지를 위해 개인키를 통한 전자서명도 있다.

따라서 사용자가 JWT를 서버로 전송하면 서버는 서명을 검증하는 과정을 거치게 되며 검증이 완료되면 요청한 응답을 돌려준다.

 

        *Base 64 URL - safe Encode는 일반적인 Base64 Encode에서 URL에서 오류없이 사용하도록 ‘+’, ‘/‘를 각각 ‘-‘,’_’로 표현한 것이다.

 

 

JWT는 Header, Payload, Signature의 3부분으로 구성되어 있다.

각 부분은 Base64로 인코딩 되어 표현된다. 각각의 부분을 이어 주기 위해 . 구분자를 사용하여 구분한다. 

같은 문자열에 대해 항상 같은 인코딩 문자열을 반환한다.

 

1) Header(헤더)

 

토큰의 헤더는 typ과 alg 두 가지 정보로 구성된다. alg는 헤더(Header)를 암호화 하는 것이 아니고, Signature를 해싱하기 위한 알고리즘을 지정하는 것이다.

 

 

        typ : 토큰의 타입을 지정 ex) JWT

        alg : 알고리즘 방식을 지정하며, 서명(Signature) 및 토큰 검증에 사용 ex) HS256(SHA256) 또는 RSA

 

*해싱(hashing) : 많은 양의 데이터(data)들을 그보다는 작은 크기의 테이블(table)로 대응(mapping)시켜 저장할 수 있도록 하는 일종의 데이터 관리 기법

 

 2) Payload(페이로드)

 

 

토큰의 페이로드에는 토큰에서 사용할 정보의 조각들인 클레인(Claim)이 담겨 있다.

클레임은 총 3가지로 나누어지며, Json(Key/Value) 형태로 다수의 정보를 넣을 수 있다.

 

  - 2.1 등록된 클레임(Registered Claim)

 

등록된 클레임은 토큰 정보를 표현하기 위해 이미 정해진 종류의 데이터들로, 모두 선택적으로 작성이 가능하며 사용할 것을 권장한다. 또한 JWT를 간결하게 하기 위해 key는 모두 길이 3의 String이다. 

여기서 subject로는 unique한 값을 사용하는데, 사용자 이메일을 주로 사용한다.

 

• iss: 토큰 발급자(issuer)
• sub: 토큰 제목(subject)
• aud: 토큰 대상자(audience)
• exp: 토큰 만료 시간(expiration), NumericDate 형식으로 되어 있어야 함 ex) 1480849147370
• nbf: 토큰 활성 날짜(not before), 이 날이 지나기 전의 토큰은 활성화되지 않음
• iat: 토큰 발급 시간(issued at), 토큰 발급 이후의 경과 시간을 알 수 있음
• jti: JWT 토큰 식별자(JWT ID), 중복 방지를 위해 사용하며, 일회용 토큰(Access Token) 등에 사용

 

  - 2.2 공개 클레임(Public Claim)

공개 클레임은 사용자 정의 클레임으로, 공개용 정보를 위해 사용된다. 충돌 방지를 위해 URI 포맷을 이용

 

 

  - 2.3 비공개 클레임(Private Claim)

비공개 클레임은 사용자 정의 클레임으로, 서버와 클라이언트 사이에 임의로 지정한 정보를 저장한다.

 

 3) Signature(서명)

 

서명(Signature)은 토큰을 인코딩하거나 유효성 검증을 할 때 사용하는 고유한 암호화 코드이다. 서명(Signature)은 위에서 만든(Header)와 페이로드(Payload)의 값을 Base64로 인코딩하고,

인코딩한 값을 비밀 키를 이용해 헤더(Header)에서 정의한 알고리즘으로 해싱을 하고, 이값을 다시 Base64로 인코딩하여 생성한다.

 

 

2. JWT Token 예시

생성된 토큰은 HTTP 통신을 할 때 Authorization이라는 key의 value로 사용된다. 일반적으로 value에는 Bearer이 앞에 붙여진다

3. JWT 장점

 - 회원 인증

   : 사용자가 로그인을 하면, 서버는 사용자의 정보를 기반으로한 토큰을 발급합니다.

     그 후, 사용자가 서버에 요청할 때 마다 JWT를 포함하여 전달합니다. 서버는 클라이언트에서 요청을 받을 때 마다, 해당 토큰이

     유효하고 인증됐는지 검증을 하고, 사용자가 요청한 작업에 권한이 있는지 확인하여 작업을 처리합니다.

     서버에는 사용자에 대한 세션을 유지할 필요가 없습니다.

      (즉, 사용자가 로그인되어있는지 되어있지 않은지 신경 쓸 필요가 없고, 사용자가 요청을 했을 때 토큰만 확인하면 되므로 세션 관리가 필요 없어서 서버 자원과 비용을 절감할 수 있습니다.)

 - 정보 교류

    : JWT는 두 개체 사이에서 안정성 있게 정보를 교환하기에 좋은 방법입니다. 그 이유는 정보가 서명이 되어 있기 때문에 정보를 보낸이가

      정보를 보낸이가 바뀌진 않았는지, 또 정보가 도중에 조작되지는 않았는지 검증할 수 있습니다.

4. JWT 단점 및 고려 사항

- Self-contained: 토큰 자체에 정보를 담고 있으므로 양날의 검이 될 수 있다. 

- 토큰 길이: 토큰의 페이로드(Payload)에 3종류의 클레임을 저장하기 때문에, 정보가 많아질수록 토큰의 길이가 늘어나 네트워크에 부하를 줄 수 있다. 

- Payload 인코딩: 페이로드(Payload) 자체는 암호화 된 것이 아니라, BASE64로 인코딩 된 것이다. 중간에 Payload를 탈취하여 디코딩하면 데이터를 볼 수 있으므로, JWE로 암호화하거나 

  Payload 에 중요 데이터를 넣지 않아야 한다. 

- Stateless: JWT는 상태를 저장하지 않기 때문에 한번 만들어지면 제어가 불가능하다. 즉, 토큰을 임의로 삭제하는 것이 불가능하므로 토큰 만료 시간을 꼭 넣어주어야 한다. 

- Tore Token: 토큰은 클라이언트 측에서 관리해야 하기 때문에, 토큰을 저장해야 한다.

 

 

출처 :

https://mangkyu.tistory.com/56 [MangKyu's Diary],

https://pronist.dev/143

https://velog.io/@wldus9503/JWTJson-Web-Token%EC%97%90-%EB%8C%80%ED%95%B4%EC%84%9C