JWT (JSON Web Token)

JWT (JSON Web Token) 是一種開放標準 (RFC 7519)，用來在雙方之間安全地傳遞資訊。它最常見的用途是身份驗證——伺服器簽發一個 JWT 給客戶端，客戶端之後的每次請求都帶上這個 Token，伺服器驗證後即可確認使用者的身份。

• JWT 的結構
• JWT 的運作流程
• 簽章演算法
• JWT 的注意事項
• JWT vs Session

JWT 的結構

JWT 由三個部分組成，以 . 分隔：

Header.Payload.Signature

實際的 JWT 看起來像這樣：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkNoYXJteSIsImlhdCI6MTUxNjIzOTAyMn0.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

每個部分都是 Base64Url 編碼 (不是加密)，可以直接解碼讀取。

Header

包含 Token 的類型和簽章演算法：

{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

Base64Url 編碼後：eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

Payload

包含聲明 (Claims)，是 JWT 傳遞的實際資訊：

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "Charmy",
  "role": "admin",
  "iat": 1516239022,
  "exp": 1516242622
}

常用的標準聲明：

Payload 不是加密的，任何人都可以 Base64Url 解碼後讀取。不要在 Payload 中放入密碼、信用卡號等敏感資訊。

Signature

Signature 確保 Token 未被篡改：

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload),
  secret
)

伺服器用密鑰 (Secret) 對 Header 和 Payload 計算簽章。驗證時，伺服器重新計算簽章，與 Token 中的簽章比對，若一致則 Token 有效。

如果有人篡改了 Payload (例如把 role: "user" 改成 role: "admin")，簽章就無法通過驗證。

JWT 的運作流程

JWT 是無狀態 (Stateless) 的，伺服器不需要儲存 Session，所有需要的資訊都在 Token 中。這讓 JWT 特別適合分散式系統和微服務架構。

簽章演算法

JWT 支援多種簽章演算法，分為對稱和非對稱兩類：

對稱演算法 (HMAC)

適合場景：簽署和驗證都在同一個服務，Secret 不需要共享。

非對稱演算法 (RSA / ECC)

適合場景：簽署和驗證在不同服務 (例如 Auth Server 簽署，API Server 驗證)，公鑰可以安全地分享給驗證方。

JWT 的注意事項

不要把 JWT 存在 localStorage

localStorage 可以被頁面上的 JavaScript 存取，如果網站有 XSS 漏洞，攻擊者可以竊取 JWT。

更安全的做法是存在 HttpOnly Cookie，JavaScript 無法存取 HttpOnly Cookie，有效防止 XSS 攻擊竊取 Token。

但使用 Cookie 儲存 JWT 需要額外處理 CSRF (跨站請求偽造) 攻擊，可以用 SameSite Cookie 屬性或 CSRF Token 防護。

設定合理的過期時間

JWT 一旦簽發，在過期之前無法被撤銷 (除非實作額外的黑名單機制)。因此 exp 的時間不應太長：

• 短期 Token：15 分鐘到 1 小時
• 搭配 Refresh Token 延長有效期 (詳見下方)

Refresh Token 機制

為了兼顧安全性 (短有效期) 和使用者體驗 (不頻繁要求重新登入)，通常搭配 Refresh Token：

1. 登入時簽發兩個 Token：
   • Access Token (短有效期，例如 15 分鐘)
   • Refresh Token (長有效期，例如 7 天，存在安全處)
2. Access Token 過期後，用 Refresh Token 換取新的 Access Token
3. Refresh Token 過期，要求重新登入

Refresh Token 通常存在伺服器端 (資料庫)，可以隨時撤銷。

不要使用 alg: none

JWT 規範允許 alg: none，表示不驗證簽章。這是一個危險的設定，攻擊者可以偽造任意 Token。

驗證 JWT 時，必須明確指定允許的演算法，拒絕 none。

JWT vs Session

總結

• JWT 由 Header、Payload、Signature 三部分組成，以 . 分隔
• Payload 是 Base64Url 編碼，不是加密，不要存放敏感資訊
• Signature 確保 Token 未被篡改
• JWT 是無狀態的，適合分散式系統，但撤銷困難
• 不要存在 localStorage，優先考慮 HttpOnly Cookie
• 設定短有效期，搭配 Refresh Token 機制