O que são JWTs e como funcionam?

A autenticação segura e o mecanismo de autorização são cruciais para a proteção de informações sensíveis. Um mecanismo que ganhou popularidade significativa é o JSON Web Tokens (JWTs).

Os JWTs proporcionam uma abordagem fiável e simplificada à autenticação, autorização e transmissão de dados, fornecendo simultaneamente uma base inabalável para o desenvolvimento de aplicações seguras baseadas na Internet e serviços API.

Introdução aos JWTs

Os JWTs são estruturas de dados autónomas que duas partes podem utilizar para transferir informações. Os JWTs são compostos por três partes distintas: um cabeçalho, uma carga útil e uma assinatura. Cada parte serve um objetivo específico para garantir a integridade e autenticidade do token.

O cabeçalho inclui informações sobre a categoria do token, bem como o método criptográfico utilizado para a sua autenticação, ajudando o recetor a avaliar os passos necessários para verificar e tratar o token de forma eficaz.

A carga útil serve de recipiente para a transmissão de dados ou afirmações, que podem incluir detalhes como informações do utilizador, atribuições de funções, direitos de acesso e elementos contextuais relevantes. No entanto, deve ter-se em conta que a carga útil está aberta à inspeção pública, o que exige a utilização de medidas de encriptação robustas quando se trata de material sensível.

A assinatura digital funde o cabeçalho encriptado, o corpo da mensagem e uma chave criptográfica confidencial que é propriedade exclusiva do servidor. Esta combinação serve para manter a veracidade e a integridade do token de autenticação.

Porquê JWTs?

Os JWTs, ou JSON Web Tokens, surgiram como um aspeto indispensável da construção da Web contemporânea devido a vários factores cruciais:

Os JWTs possuem uma vantagem distinta sobre as abordagens convencionais de autenticação baseadas em sessão, pois operam numa base sem estado. Ao contrário destes métodos, que necessitam de armazenamento no lado do servidor e de gestão de sessões para as informações do utilizador, os JWT não necessitam desses recursos. Consequentemente, este atributo dos JWT facilita uma maior escalabilidade e uma distribuição eficiente dos encargos computacionais entre vários servidores de uma aplicação.

Os JWT oferecem funcionalidade inter-domínios, o que permite a sua utilização em situações em que a autenticação se estende por vários serviços e limites variáveis de domínios ou subdomínios. Isto torna-os adequados à criação de sistemas descentralizados que requerem processos de autenticação contínuos.

Os JWTs (JSON Web Tokens) oferecem maior segurança através da utilização de assinaturas digitais que verificam a autenticidade do token.Além disso, os JWTs minimizam a vulnerabilidade dos dados, contendo apenas informações essenciais nas suas cargas úteis.

Os JWTs possuem uma série de vantagens que os tornam adequados para aplicações móveis e ambientes de baixa largura de banda, incluindo o seu tamanho relativamente pequeno e elevado nível de eficiência.

O fluxo de trabalho de implementação de JWT

Para implementar a utilização de JSON Web Tokens (JWTs) na sua aplicação, terá de aderir a uma série de protocolos e procedimentos, conforme descrito abaixo:

Após a autenticação bem-sucedida do utilizador pelo servidor, este gera um JSON Web Token (JWT). Este token é criado através da combinação de um cabeçalho, carga útil e chave secreta. Após esta criação, o token gerado é então transmitido do servidor para o cliente para processamento posterior.

O armazenamento de tokens é um aspeto crítico da autenticação em que o cliente mantém os tokens em segurança para utilização futura. Isto pode envolver o armazenamento de JSON Web Tokens (JWTs) utilizando o armazenamento local ou mecanismos de armazenamento seguro disponíveis no ecossistema da plataforma. Garante que as informações confidenciais permanecem protegidas, ao mesmo tempo que fornece acesso contínuo a utilizadores autorizados.

Para autenticar pedidos que requerem autenticação, os clientes transmitem o JWT no cabeçalho da sua mensagem ou como um parâmetro de acompanhamento. Após a receção, o servidor valida o token e recupera os dados pertinentes da sua carga útil.

A inclusão de um tempo de expiração na carga útil de um JWT permite a terminação automática do referido token após uma duração especificada, exigindo a implementação de um mecanismo de atualização do token em nome do cliente para reemitir credenciais válidas quando o token original tiver expirado.

Ao aderir às medidas acima mencionadas, é possível aproveitar efetivamente as capacidades dos JSON Web Tokens (JWTs) para construir plataformas robustas e extensíveis baseadas na Web com características de segurança melhoradas.

Casos de utilização e implementações de JWTs

Os JWTs transformaram o domínio da segurança, com inúmeras aplicações em vários sectores. A versatilidade dos JWTs tornou-os numa ferramenta essencial para proteger identidades digitais e garantir a integridade dos dados. Algumas das principais áreas em que os JWTs foram implementados com êxito incluem o controlo de acesso, a autenticação e a autorização, bem como a distribuição de conteúdos e a gestão de utilizadores. Além disso, os JWTs podem ser utilizados para proteger pedidos e respostas de API, facilitando a gestão de integrações de terceiros, mantendo um elevado nível de segurança.

A autenticação de utilizadores é um aspeto crítico do desenvolvimento de aplicações Web modernas.Uma metodologia amplamente utilizada envolve a utilização de JSON Web Tokens (JWTs) para facilitar este processo. Estes tokens servem como meio pelo qual os servidores podem verificar eficazmente a identidade dos utilizadores durante as interacções subsequentes. Nomeadamente, o facto de os JWTs não dependerem de mecanismos de armazenamento baseados em sessões contribui para melhorar a escalabilidade geral do sistema.

O Single Sign-On (SSO) é facilitado pela utilização de JSON Web Tokens (JWTs). Depois de iniciar sessão num sistema inicial, pode ser gerado um JWT para conceder acesso a aplicações ligadas. Isto simplifica o processo e mantém controlos de autenticação seguros.

A comunicação segura é possível através da utilização de JSON Web Tokens (JWTs). Ao utilizar esses tokens, os microsserviços e as APIs podem autenticar solicitações sem a necessidade de depender de um servidor de autenticação centralizado. Esta abordagem descentralizada não só melhora a escalabilidade geral, como também diminui a pressão sobre os recursos da rede.

Os JWTs (JSON Web Tokens) facilitam os processos de autenticação sem problemas, eliminando a necessidade de métodos tradicionais baseados em palavras-passe. Ao utilizar JWTs, os utilizadores têm acesso através de verificação por e-mail ou mensagem de texto, o que melhora a sua experiência e as medidas de segurança, minimizando os potenciais riscos associados a credenciais roubadas.

Considerações de segurança do JWT

A fiabilidade dos JSON Web Tokens (JWTs) depende da implementação de procedimentos de validação rigorosos. Esses protocolos englobam a autenticação de assinaturas, a escolha de algoritmos de encriptação, a confirmação de carimbos de data/hora e a corroboração de emissores.

Proteção dos JWTs contra adulteração e falsificação

Para aumentar a segurança dos JSON Web Tokens (JWTs), recomenda-se que sejam assinados utilizando técnicas criptográficas robustas, como HMAC ou RSA. Este processo de verificação deve ter lugar durante a validação do token para garantir tanto a segurança como a autenticidade. Além disso, é crucial salvaguardar a chave secreta utilizada na assinatura de JWTs, implementando medidas que impeçam o acesso não autorizado. A implementação de práticas de rotação de chaves e de armazenamento seguro de chaves reforça ainda mais a postura de segurança global.

Prevenir vulnerabilidades comuns de segurança do JWT

Para se proteger contra possíveis abusos, é aconselhável incorporar um tempo de vida finito nos seus Web Tokens JSON por meio de um carimbo de data/hora de expiração. Esta medida ajuda a invalidar quaisquer tokens obsoletos e impede-os de serem utilizados para fins maliciosos. A inclusão de uma reivindicação de “público” no JWT permite-lhe restringir a sua divulgação a partes específicas, impedindo assim o acesso não solicitado.Para reduzir os riscos de segurança, é essencial verificar se o destinatário designado está em conformidade com os valores previstos. Se houver suspeita de violação ou utilização não autorizada, é necessário revogar ou colocar na lista negra os JWTs afectados, como parte de uma estratégia de segurança proactiva.

Considerações adicionais de segurança

Para garantir a segurança dos JSON Web Tokens (JWTs), estes devem ser transmitidos através de protocolos de comunicação seguros, como HTTPS, para proteger contra o acesso não autorizado de terceiros que possam intercetar os tokens durante a transmissão. Além disso, é importante minimizar o tamanho da carga útil do JWT para limitar o potencial de exposição de informações confidenciais. Em geral, os dados sensíveis devem ser armazenados no lado do servidor em vez de serem incluídos no próprio JWT. Além disso, é crucial validar e sanitizar os JWTs após a sua criação para mitigar os riscos associados a potenciais vulnerabilidades, como ataques de injeção.

Alternativas populares ao JWT

Antes do advento dos JSON Web Tokens (JWTs), eram utilizados vários métodos para fins de autenticação e controlo de acesso. Por isso, vale a pena notar que existem certas abordagens alternativas que podem ser adaptadas para atender aos requisitos exclusivos de uma determinada aplicação. Algumas dessas opções serão exploradas em pormenor a seguir.

Sessões com estado

Uma opção mais convencional aos JWTs é a utilização de sessões com estado pelo servidor, nas quais o servidor mantém as informações da sessão. Embora esta abordagem ofereça um maior controlo sobre o tratamento da sessão no lado do servidor, também pode apresentar problemas de escalabilidade e vulnerabilidades a determinados tipos de ataques.

OAuth 2.0

OAuth 2.0 é uma norma de autenticação amplamente utilizada que permite aos utilizadores fornecer permissões limitadas a aplicações externas, emitindo tokens para autenticar pedidos e empregando uma estrutura para efeitos de autorização e verificação. A flexibilidade desta metodologia é adequada para situações que requerem níveis de controlo de acesso altamente específicos.

OpenID Connect

O OpenID Connect (OIDC) aproveita a base do OAuth 2.0, incorporando uma camada adicional de autenticação, que oferece um método universalmente aplicável para confirmar as identidades dos utilizadores. Esta melhoria assume a forma de tokens de ID, encapsulando dados pertinentes relativos a utilizadores individuais. Além disso, estes tokens servem como atestados irrefutáveis relativos à identificação verificada de cada pessoa. Quando se considera indispensável uma federação de identidades robusta e funcionalidades de início de sessão único (SSO) sem falhas, o OIDC apresenta-se como uma opção altamente adequada.

SAML

Security Assertion Markup Language, ou SAML, é uma linguagem de marcação extensível que utiliza XML para facilitar a troca de informações de segurança relativas à autenticação e autorização. Ao utilizar esta abordagem normalizada, torna-se possível aos indivíduos autenticarem-se em várias plataformas digitais diferentes utilizando apenas um conjunto único de detalhes de início de sessão, permitindo assim o que é conhecido como autenticação “federada”.

O SAML oferece um elevado nível de segurança, embora tenha algumas limitações devido à sua dependência do XML, que pode apresentar algumas dificuldades de implementação e manutenção.

Muitas linguagens e estruturas suportam JWTs

A implementação de JSON Web Tokens (JWTs) de forma proficiente pode melhorar significativamente a segurança e a escalabilidade das aplicações baseadas na Web. A implementação da autenticação JWT é possível numa vasta gama de linguagens de programação, como o Python. Além disso, existe um forte apoio à autenticação de utilizadores em aplicações Flask que utilizam JWTs.