JWT
JWT: توکن‌های وب JSON - راهنمای جامع برای مبتدیان
مقدمه
در دنیای امروز، امنیت و احراز هویت در برنامه‌های وب و APIها از اهمیت بالایی برخوردار است. روش‌های سنتی مانند کوکی‌ها و جلسات (Session) با چالش‌هایی مانند مقیاس‌پذیری و امنیت در محیط‌های توزیع‌شده مواجه هستند. توکن‌های وب JSON یا JWT (JSON Web Token) به عنوان یک راهکار مدرن و کارآمد برای مقابله با این چالش‌ها ظهور کرده‌اند. این مقاله به بررسی جامع JWT، اجزای آن، نحوه عملکرد، مزایا، معایب و کاربردهای آن می‌پردازد.
JWT چیست؟
JWT یک استاندارد باز (RFC 7519) برای انتقال اطلاعات به صورت امن بین طرفین به عنوان یک شیء JSON فشرده است. این اطلاعات قابل اعتماد و تایید است و به طور معمول برای احراز هویت (Authentication) و مجوز دسترسی (Authorization) استفاده می‌شود. JWT به طور خاص برای انتقال اطلاعات امن بین یک سرور و یک کلاینت طراحی شده است.
ساختار یک JWT
یک JWT از سه بخش اصلی تشکیل شده است که با نقطه (.) از یکدیگر جدا می‌شوند:
- **سرآیند (Header):** این بخش شامل اطلاعات مربوط به نوع توکن (معمولاً "JWT") و الگوریتم امضای مورد استفاده (مانند HMAC SHA256 یا RSA) است.
- **پیام (Payload):** این بخش شامل اطلاعاتی است که می‌خواهیم منتقل کنیم، مانند شناسه کاربر، نقش‌ها و سایر داده‌های مرتبط. این اطلاعات به عنوان ادعا (Claim) شناخته می‌شوند.
- **امضا (Signature):** این بخش با استفاده از سرآیند، پیام و یک کلید مخفی ایجاد می‌شود. امضا برای تأیید اصالت و یکپارچگی توکن استفاده می‌شود.
مثال: یک JWT به شکل زیر ممکن است باشد:
`eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c`
نحوه عملکرد JWT
1. **درخواست احراز هویت:** کلاینت (مانند یک مرورگر وب یا یک اپلیکیشن موبایل) با ارائه نام کاربری و رمز عبور به سرور، درخواست احراز هویت می‌دهد. 2. **تایید اعتبار:** سرور اعتبار نام کاربری و رمز عبور را بررسی می‌کند. 3. **ایجاد JWT:** در صورت تایید اعتبار، سرور یک JWT ایجاد می‌کند. این JWT شامل اطلاعاتی مانند شناسه کاربر، نقش‌ها و تاریخ انقضا است. 4. **ارسال JWT:** سرور JWT را به کلاینت ارسال می‌کند. 5. **ذخیره JWT:** کلاینت JWT را در حافظه مرورگر (مانند Local Storage یا Session Storage) یا در یک کوکی ذخیره می‌کند. 6. **ارسال JWT در درخواست‌های بعدی:** کلاینت JWT را در هدر درخواست‌های بعدی به سرور ارسال می‌کند (معمولاً در هدر Authorization با پیشوند Bearer). 7. **تایید JWT:** سرور JWT را دریافت کرده و امضای آن را با استفاده از کلید مخفی خود تأیید می‌کند. 8. **دسترسی به منابع:** در صورت تایید امضا، سرور به کلاینت اجازه دسترسی به منابع مورد نظر را می‌دهد.
اجزای JWT به تفصیل
سرآیند (Header)
سرآیند JWT یک شیء JSON است که شامل دو فیلد اصلی است:
- `alg`: الگوریتم امضای مورد استفاده را مشخص می‌کند (مانند HS256، RS256، ES256).
- `typ`: نوع توکن را مشخص می‌کند (معمولاً JWT).
مثال:
```json {
"alg": "HS256", "typ": "JWT"
} ```
پیام (Payload)
پیام JWT شامل مجموعه‌ای از ادعاها (Claims) است که اطلاعاتی را در مورد کاربر یا سایر داده‌های مرتبط منتقل می‌کنند. ادعاها به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
- **Registered Claims:** ادعاهای استاندارد که توسط مشخصات JWT تعریف شده‌اند (مانند `iss` (صادرکننده)، `sub` (موضوع)، `aud` (مخاطب)، `exp` (تاریخ انقضا)، `nbf` (تاریخ شروع اعتبار)، `iat` (زمان صدور)).
- **Public Claims:** ادعاهای تعریف‌شده توسط کاربران که باید با یک URI یکتا شناسایی شوند تا از برخورد نام جلوگیری شود.
- **Private Claims:** ادعاهای سفارشی که بین طرفین توافق شده‌اند.
مثال:
```json {
"sub": "1234567890", "name": "John Doe", "admin": true, "iat": 1516239022
} ```
امضا (Signature)
امضا JWT با استفاده از سرآیند، پیام و یک کلید مخفی ایجاد می‌شود. الگوریتم امضا در سرآیند مشخص شده است. رایج‌ترین الگوریتم‌ها عبارتند از:
- **HMAC SHA256 (HS256):** یک الگوریتم متقارن که از یک کلید مخفی برای امضا و تایید استفاده می‌کند.
- **RSA SHA256 (RS256):** یک الگوریتم نامتقارن که از یک کلید خصوصی برای امضا و یک کلید عمومی برای تایید استفاده می‌کند.
فرآیند ایجاد امضا به این صورت است:
1. سرآیند و پیام را به هم متصل کنید (با استفاده از نقطه (.)). 2. از الگوریتم امضا و کلید مخفی برای ایجاد امضا استفاده کنید. 3. امضا را به سرآیند و پیام متصل کنید (با استفاده از نقطه (.)).
مزایای استفاده از JWT
- **امنیت:** JWT با استفاده از امضا، اصالت و یکپارچگی توکن را تضمین می‌کند.
- **مقیاس‌پذیری:** JWT یک راهکار بدون حالت (Stateless) است، به این معنی که سرور نیازی به ذخیره اطلاعات مربوط به جلسات (Session) کاربر ندارد. این امر مقیاس‌پذیری را افزایش می‌دهد.
- **انعطاف‌پذیری:** JWT می‌تواند برای انتقال اطلاعات مختلفی استفاده شود، مانند اطلاعات کاربر، نقش‌ها و سایر داده‌های مرتبط.
- **قابلیت حمل:** JWT یک استاندارد باز است و می‌تواند در برنامه‌های مختلف و با زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف استفاده شود.
- **استفاده آسان:** JWT به راحتی قابل ایجاد، تایید و استفاده است.
معایب استفاده از JWT
- **اندازه:** JWT می‌تواند نسبتاً بزرگ باشد، به خصوص اگر شامل اطلاعات زیادی باشد. این امر می‌تواند بر عملکرد برنامه‌ها تأثیر بگذارد.
- **ابطال:** ابطال JWT به طور مستقیم امکان‌پذیر نیست. اگر یک JWT به سرقت رود یا به خطر بیفتد، نمی‌توان آن را باطل کرد تا زمانی که تاریخ انقضای آن فرا برسد. برای مقابله با این مشکل، می‌توان از لیست سیاه (Blacklist) استفاده کرد.
- **امنیت کلید:** امنیت کلید مخفی که برای امضای JWT استفاده می‌شود بسیار مهم است. اگر کلید مخفی به خطر بیفتد، مهاجم می‌تواند توکن‌های جعلی ایجاد کند.
- **عدم پشتیبانی از خروج فوری:** بر خلاف جلسات (Session)، JWT به طور پیش‌فرض امکان خروج فوری کاربر را فراهم نمی‌کند.
کاربردهای JWT
- **احراز هویت (Authentication):** JWT برای تایید هویت کاربران در برنامه‌های وب و APIها استفاده می‌شود.
- **مجوز دسترسی (Authorization):** JWT برای تعیین اینکه کاربر به چه منابعی دسترسی دارد استفاده می‌شود.
- **تبادل اطلاعات امن:** JWT برای انتقال اطلاعات امن بین طرفین استفاده می‌شود.
- **Single Sign-On (SSO):** JWT می‌تواند برای پیاده‌سازی SSO استفاده شود، به این معنی که کاربر فقط یک بار وارد سیستم می‌شود و به تمام برنامه‌های مرتبط دسترسی دارد.
- **API Security:** JWT یک روش محبوب برای تأمین امنیت APIها است.
استراتژی‌های مرتبط و تحلیل تکنیکال
- **Refresh Tokens:** برای مقابله با مشکل ابطال JWT، می‌توان از Refresh Tokens استفاده کرد. یک Refresh Token یک توکن طولانی‌مدت است که می‌توان از آن برای دریافت یک JWT جدید استفاده کرد. Refresh Token
- **Token Revocation Lists:** ایجاد لیست سیاه از توکن‌های باطل شده. Token Revocation
- **JTI (JWT ID):** استفاده از یک شناسه یکتا برای هر JWT برای جلوگیری از حملات replay. JTI Claim
- **Short Expiration Times:** تنظیم زمان انقضای کوتاه برای JWTها برای کاهش خطر سوء استفاده. JWT Expiration
- **HTTPS:** استفاده از HTTPS برای محافظت از JWT در حین انتقال. HTTPS
تحلیل حجم معاملات و داده‌های مرتبط
- **Monitoring JWT Usage:** نظارت بر تعداد JWTهای صادر شده و الگوهای استفاده برای شناسایی فعالیت‌های مشکوک. JWT Monitoring
- **Analyzing JWT Payload Size:** بررسی اندازه پیام JWT برای شناسایی توکن‌های بزرگ که ممکن است بر عملکرد تأثیر بگذارند. JWT Payload Analysis
- **Tracking JWT Expiration:** نظارت بر تاریخ انقضای JWTها برای اطمینان از اینکه توکن‌های منقضی شده به درستی مدیریت می‌شوند. JWT Expiration Tracking
- **Identifying Invalid JWTs:** شناسایی JWTهای نامعتبر (مانند توکن‌هایی با امضای نامعتبر) و مسدود کردن آن‌ها. Invalid JWT Detection
- **Correlation with User Activity:** ارتباط بین استفاده از JWT و فعالیت‌های کاربر برای شناسایی الگوهای غیرعادی. JWT Correlation
ابزارها و کتابخانه‌ها
ابزارها و کتابخانه‌های متعددی برای کار با JWT در زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف وجود دارد. برخی از این ابزارها عبارتند از:
- **Node.js:** `jsonwebtoken`
- **Python:** `PyJWT`
- **Java:** `jjwt`
- **PHP:** `firebase/php-jwt`
- **Online JWT Debugger:** [1](https://jwt.io/)
نتیجه‌گیری
JWT یک راهکار قدرتمند و انعطاف‌پذیر برای احراز هویت، مجوز دسترسی و انتقال اطلاعات امن است. با درک ساختار، نحوه عملکرد، مزایا و معایب JWT، می‌توانید از آن برای بهبود امنیت و مقیاس‌پذیری برنامه‌های وب و APIهای خود استفاده کنید. با این حال، مهم است که به نکات امنیتی مربوط به JWT توجه داشته باشید و از بهترین شیوه‌ها برای محافظت از کلید مخفی و جلوگیری از حملات استفاده کنید.
احراز هویت دو مرحله‌ای OAuth 2.0 OpenID Connect SSL/TLS X.509 Cryptographic Hash Function Digital Signature Symmetric-key cryptography Asymmetric-key cryptography API Gateway Microservices Single Page Application (SPA) REST API JSON HTTP Web Server Database Security Security Auditing Penetration Testing
شروع معاملات الآن
ثبت‌نام در IQ Option (حداقل واریز $10) باز کردن حساب در Pocket Option (حداقل واریز $5)
به جامعه ما بپیوندید
در کانال تلگرام ما عضو شوید @strategybin و دسترسی پیدا کنید به: ✓ سیگنال‌های معاملاتی روزانه ✓ تحلیل‌های استراتژیک انحصاری ✓ هشدارهای مربوط به روند بازار ✓ مواد آموزشی برای مبتدیان
