JWT(JSON Web Token)

JWT(JSON Web Token)란 인증에 필요한 정보들을 암호화시킨 JSON 토큰이다. JWT 토큰(Access Token)을 HTTP 헤더에 실어 서버가 클라이언트를 식별하는 방식으로 인증한다.

 

JWT는 JSON 데이터를 Base64 URL-safe Encode 를 통해 인코딩하여 직렬화한 것이며, 토큰 내부에는 위변조 방지를 위해 개인키를 통한 전자서명도 들어있다. 따라서 사용자가 JWT 를 서버로 전송하면 서버는 서명을 검증하는 과정을 거치게 되며 검증이 완료되면 요청한 응답을 돌려준다.

❔ Base64 URL-safe Encode
일반적인 Base64 Encode 에서 URL 에서 오류없이 사용하도록 '+', '/' 를 각각 '-', '_' 로 표현한 것이다.

 

 

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💡 JWT의 구조

JWT는 . 을 구분자로 나누어지는 세 가지 문자열의 조합이다. . 을 기준으로 좌측부터 Header, Payload, Signature를 의미한다.

JWT의 구조

• 헤더(Header) :  JWT 에서 사용할 타입(토큰 유형)과 해시 알고리즘의 종류(서명 암호화 알고리즘)
• 내용(Payload) : 서버에서 첨부한 사용자 권한 정보와 데이터
• 서명(Signature) : Header, Payload 를 Base64 URL-safe Encode 한 후 Header 에 명시된 해시함수를 적용하고, 개인키(Private Key)로 서명한 전자서명

전자서명에는 비대칭 암호화 알고리즘을 사용하므로 암호화를 위한 키와 복호화를 위한 키가 다르다. 암호화(전자서명)에는 개인키를, 복호화(검증)에는 공개키를 사용한다.

Header와 Payload는 단순히 인코딩된 값이기 때문에 제 3자가 복호화 및 조작할 수 있지만, Signature는 서버 측에서 관리하는 비밀키가 유출되지 않는 이상 복호화할 수 없다. 따라서 Signature는 토큰의 위변조 여부를 확인하는데 사용된다.

 

 

💡 JWT 인코딩 / 디코딩 해보기

직접 JWT 토큰을 생성해 연습해보고 싶다면, 아래 공식사이트에서 쉽게 JWT 토큰을 인코딩(생성) 하거나 디코딩 할수 있다.

https://jwt.io/

JWT.IO

 

 

💡 인증 방식

1. 사용자가 ID, PW를 입력하여 서버에 로그인 인증을 요청한다.
2. 서버에서 클라이언트로부터 인증 요청을 받으면, Header, PayLoad, Signature를 정의한다.
3. Hedaer, PayLoad, Signature를 각각 Base64로 한 번 더 암호화하여 JWT를 생성하고 이를 쿠키에 담아 클라이언트에게 발급한다.
4. 클라이언트는 서버로부터 받은 JWT를 로컬 스토리지에 저장한다. (쿠키나 다른 곳에 저장할 수도 있음) API를 서버에 요청할때 Authorization header에 Access Token을 담아서 보낸다.
5. 서버가 할 일은 클라이언트가 Header에 담아서 보낸 JWT가 내 서버에서 발행한 토큰인지 일치 여부를 확인하여 일치한다면 인증을 통과시켜주고 아니라면 통과시키지 않으면 된다.
6. 인증이 통과되면 PayLoad에 들어있는 유저의 정보들을 select해서 클라이언트에 돌려준다.
7. 클라이언트가 서버에 요청을 했는데, 만일 액세스 토큰의 시간이 만료되면 클라이언트는 리프래시 토큰을 이용해서 서버로부터 새로운 엑세스 토큰을 발급 받는다.

❔ Refresh Token
새로운 Access Token을 발급해주기 위해 사용하는 토큰으로 짧은 수명을 가지는 Access Token에게 새로운 토큰을 발급해주기 위해 사용된다. 해당 토큰은 보통 데이터베이스에 유저 정보와 같이 기록한다.

 

 

💡 장점

1. Header와 Payload를 가지고 Signature를 생성하므로 데이터 위변조를 막을 수 있다.
2. 인증 정보에 대한 별도의 저장소가 필요없다.
3. JWT는 토큰에 대한 기본 정보와 전달할 정보 및 토큰이 검증됬음을 증명하는 서명 등 필요한 모든 정보를 자체적으로 지니고 있다.
4. 클라이언트 인증 정보를 저장하는 세션과 다르게, 서버는 무상태(StateLess)가 되어 서버 확장성이 우수해질 수 있다.
5. 토큰 기반으로 다른 로그인 시스템에 접근 및 권한 공유가 가능하다. (쿠키와 차이)
6. OAuth의 경우 Facebook, Google 등 소셜 계정을 이용하여 다른 웹서비스에서도 로그인을 할 수 있다.
7. 모바일 어플리케이션 환경에서도 잘 동작한다. (모바일은 세션 사용 불가능)

 

💡 단점

1. Self-contained : 토큰 자체에 정보를 담고 있으므로 양날의 검이 될 수 있다.
2. 토큰 길이 : 토큰의 Payload에 3종류의 클레임을 저장하기 때문에, 정보가 많아질수록 토큰의 길이가 늘어나 네트워크에 부하를 줄 수 있다.
3. Payload 인코딩 : payload 자체는 암호화 된 것이 아니라 BASE64로 인코딩 된 것이기 때문에, 중간에 Payload를 탈취하여 디코딩하면 데이터를 볼 수 있으므로, payload에 중요 데이터를 넣지 않아야 한다.
4. Store Token : stateless 특징을 가지기 때문에, 토큰은 클라이언트 측에서 관리하고 저장한다. 때문에 토큰 자체를 탈취당하면 대처하기가 어렵게 된다.

 

 

💡 클라이언트 인증 방식(Cookie & Session & JWT)의 장단점

Cookie & Session & JWT 장단점

 

 

 

❔ JWT(Jason Web Token) 알아보기

[SERVER] 클라이언트 인증 방식 - Cookie, Session, Token

 

내용 및 사진 출처

https://inpa.tistory.com/entry/WEB-%F0%9F%93%9A-JWTjson-web-token-%EB%9E%80-%F0%9F%92%AF-%EC%A0%95%EB%A6%AC#JWT_(JSON_Web_Token)