درک نشانه های وب JSON (JWT) در JavaScript

مقدمه

در چشم انداز در حال تحول در توسعه وب ، امنیت و مجوز از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. امروزه برای این مفاهیم مهم است که JSON Web Token (JWT) است. ابزار آن در تأیید اعتبار کاربران در سیستم های توزیع شده بدون تابعیت ، آن را به یک فناوری مهم در معماری برنامه های مدرن تبدیل کرده است. در این مقاله به پیچیدگی های JWT ها در اکوسیستم JavaScript می پردازد و زمینه های تاریخی آنها ، مشخصات فنی ، پیاده سازی های عملی ، سناریوهای پیشرفته و ملاحظات عملکرد را بررسی می کند.

زمینه تاریخی و فنی

نشانه های وب JSON به عنوان بخشی از اکوسیستم OAUTH 2.0 توسعه داده شدند. مشخصات ، RFC 7519 ، در ماه مه 2015 معرفی شد و از نیاز به یک روش ایمن و کارآمد برای انتقال مطالبات بین دو طرف پدیدار شد. JWT یک وسیله جمع و جور است که از URL ایمن برای نمایندگی ادعاهایی است که بین دو طرف منتقل می شود. این قالب از سه رشته رمزگذاری شده با پایه 64 تشکیل شده است که بر اساس دوره ها (.) از هم جدا شده اند ، که هر کدام بخش دیگری از نشانه ها را نشان می دهند:

1. هدر: به طور معمول از دو بخش تشکیل شده است ، نوع توکن (JWT) و الگوریتم امضا کننده مورد استفاده (به عنوان مثال ، HMAC SHA256).

2. بار: شامل ادعاها است. ادعاها اظهاراتی در مورد یک نهاد (به طور معمول کاربر) و داده های اضافی است.

3. امضاء: برای ایجاد قسمت امضا ، هدر رمزگذاری شده ، بار رمزگذاری شده ، یک راز و الگوریتم مشخص شده در هدر را می گیرید. به عنوان مثال ، برای استفاده از HMAC SHA256 ، رشته های هماهنگ را امضا می کنید base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload)بشر

ساختار JWT

این سه قسمت برای تشکیل JWT ، شبیه:

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

نگرانی های امنیتی

از آنجایی که JWT ها اغلب در پیاده سازی ها کوکی هستند ، نگرانی در مورد امنیت ایجاد می شود. بردارهای حمله عبارتند از:

• سرقت: نشانه های غیر افزایش یافته باید ایمن شوند. حمل و نقل از طریق HTTPS اجباری است.
• حملات پخش مجدد: اجرای استراتژی های مدیریت جلسه مانند “لیست سیاه” یا “نشانه های تازه سازی” می تواند لایه های امنیتی را اضافه کند.
• دستکاری توکن: توکن ها همیشه باید در برابر راز عمومی که برای امضای آنها استفاده می شود ، تأیید شوند.

اجرای JWT در JavaScript

اجرای اصلی

ابتدا بیایید یک مثال اساسی از نحوه اجرای JWT ها را در یک برنامه Node.js با استفاده از jsonwebtoken کتابخانه

npm install jsonwebtoken express

ایجاد JWT:

const express = require('express');
const jwt = require('jsonwebtoken');

const app = express();
const SECRET_KEY = 'your-256-bit-secret';

// Middleware to parse JSON requests
app.use(express.json());

app.post('/login', (req, res) => {
    // User payload
    const user = { id: 3 }; // Normally, this would come from a database

    // Create a token
    const token = jwt.sign({ user }, SECRET_KEY, { expiresIn: '1h' });

    res.json({ token });
});

app.listen(3000, () => {
    console.log('Server running on port 3000');
});

تأیید JWT:

app.get('/protected', (req, res) => {
    const token = req.headers['authorization']?.split(' ')[1];

    if (!token) return res.sendStatus(403);

    jwt.verify(token, SECRET_KEY, (err, decoded) => {
        if (err) return res.sendStatus(403);

        res.json({ message: 'Protected data', user: decoded.user });
    });
});

موارد استفاده پیشرفته

1. جریان توکن را تازه کنید

در سناریویی که می خواهید ضمن حفظ امنیت ، تأیید مجدد مجدد را به حداقل برسانید ، اجرای یک جریان توکن تازه می تواند سودمند باشد.

let refreshTokens = [];

app.post('/token', (req, res) => {
    const refreshToken = req.body.token;
    if (!refreshToken || !refreshTokens.includes(refreshToken)) return res.sendStatus(403);

    jwt.verify(refreshToken, SECRET_KEY, (err, user) => {
        if (err) return res.sendStatus(403);

        const accessToken = jwt.sign({ user }, SECRET_KEY, { expiresIn: '15m' });
        res.json({ accessToken });
    });
});

2. کنترل دسترسی مبتنی بر نقش (RBAC)

در هنگام دستیابی به نقش های کاربر ، ادعاهای JWT می تواند گسترش یابد تا نقش های کاربر برای دسترسی به مسیر ایمن را شامل شود:

app.post('/admin', authenticateToken, (req, res) => {
    if (req.user.role !== 'admin') {
        return res.sendStatus(403); // Forbidden
    }
    res.json({ message: 'Welcome Admin' });
});

ملاحظات عملکرد و استراتژی های بهینه سازی

1. اندازه توکن: اطمینان حاصل کنید که بار بار بیش از ادعاهای لازم برای جلوگیری از اندازه بار بیش از حد بارگیری منجر به نگرانی های مصرف پهنای باند نمی شود.

2. ذخیره نشانه ها: اگر نشانه ها به صورت دوره ای اعتبارسنجی شوند ، ذخیره سازی می تواند هزینه های محاسبه را کاهش دهد – خصوصاً هنگام استفاده از الگوریتم های نامتقارن.

3. اجتناب از سویه های انقضا توکن: استفاده از جلسات کشویی می تواند به کاهش هرزنامه توکن پس از انقضا کمک کند.

4. از تأیید ناهمزمان استفاده کنید: اعتبار سنجی نشانه ها را می توان به صورت ناهمزمان انجام داد تا حلقه رویداد را در برنامه های Node.js مسدود نشود.

موارد لبه و مشکلات

مشکلات مشترک

1. پیکربندی نادرست الگوریتم های امضای: با استفاده از الگوریتم هایی که ایمن نیستند (مانند none الگوریتم) می تواند منجر به پیامدهای امنیتی شدید شود.

2. آسیب پذیری های ذخیره سازی توکن: ذخیره نشانه های نامشخص (به عنوان مثال ، ذخیره محلی می تواند در برابر حملات XSS آسیب پذیر باشد). برای کوکی های فقط HTTP انتخاب کنید.

3. ورود ضعیف خطاهای توکن: توکن ها می توانند چرخه های ساعت را از طریق تأیید ناموفق انجام دهند. نارسایی های ورود به سیستم به طور گسترده می تواند مشکلات عملکرد را تشدید کند.

تکنیک های اشکال زدایی

هنگام اشکال زدایی مسائل JWT:

• اعتبار سنجی: از ابزارهایی مانند JWT.IO برای رمزگشایی نشانه ها و بازرسی از بارهای آنها استفاده کنید.
• ورود به سیستم ظروف وسط: برای بررسی درخواست های دریافتی برای خرابی اعتبار سنجی ، ورود به سیستم میانی را انجام دهید.
• پروفیل عملکرد: از ویژگی های پروفایل Node.js برای مشخص کردن تأخیر در کنترل نشانه استفاده کنید.

مقایسه با گزینه های دیگر

جلسات در مقابل jwts

API Key در مقابل JWT

موارد استفاده در دنیای واقعی

1. برنامه های تک صفحه ای (SPA): JWT وسیله ای ایمن برای ردیابی جلسات کاربر بدون نیاز به جلسات سمت سرور ، که برای اسپا های تکیه زیادی به API ها محوری است ، فراهم می کند.

2. میکروسرویس: JWTS با اجازه دادن به هر سرویس برای تأیید هویت کاربر بدون یک فروشگاه جلسه متمرکز ، ارتباطات بین خدمات را تسهیل می کند.

3. برنامه های همراه: برنامه های موبایل منحصر به فرد از JWT ها بهره مند می شوند که در آن نشانه ها می توانند به طور ایمن در برنامه برای احراز هویت کاربر ذخیره شوند بدون اینکه دوباره وارد اعتبار شوند.

پایان

توکن های وب JSON ابزاری قدرتمند برای تأیید اعتبار و مجوز در برنامه های وب است. انعطاف پذیری ، ماهیت بدون تابعیت و رویکرد یکپارچه به ادعاها و امنیت ، JWT ها را در صدر امنیت وب قرار داده است. در حالی که اجرای مناسب آنها می تواند با چالش ها و مشکلات احتمالی همراه باشد ، آگاهی از این پیچیدگی ها می تواند توسعه دهندگان را برای اجرای برنامه های ایمن و مقیاس پذیر به طور مؤثر آماده کند.

از آنجا که JavaScript و فناوری های وب همچنان در حال تحول هستند ، تسلط بر JWT نه تنها امنیت برنامه های شما را تقویت می کند بلکه شما را به دانش لازم برای سازگاری با پیشرفت های آینده در استانداردهای وب مجهز می کند.

منابع

1. RFC 7519: JSON Web Token (JWT)
2. مخزن jsonwebtoken github
3. برگه تقلب JWAP OWASP
4. MDN Web Docs – کار با نشانه های وب JSON

این راهنمای جامع در مورد JWTS در JavaScript باید به عنوان یک منبع حیاتی برای توسعه دهندگان به دنبال تعمیق درک خود و تقویت امنیت برنامه های خود باشد.