JWT là gì và chúng hoạt động như thế nào?
Cơ chế xác thực và ủy quyền an toàn là rất quan trọng để bảo vệ thông tin nhạy cảm. Một cơ chế đã trở nên phổ biến đáng kể là JSON Web Tokens (JWT).
JWT cung cấp cách tiếp cận hợp lý và đáng tin cậy để xác thực, ủy quyền và truyền dữ liệu đồng thời cung cấp cơ sở vững chắc để phát triển các ứng dụng và dịch vụ API an toàn dựa trên internet.
##Giới thiệu về JWT
JWT là các cấu trúc dữ liệu độc lập mà hai bên có thể sử dụng để truyền thông tin. JWT bao gồm ba phần riêng biệt: tiêu đề, tải trọng và chữ ký. Mỗi phần phục vụ một mục đích cụ thể trong việc đảm bảo tính toàn vẹn và tính xác thực của mã thông báo.
Tiêu đề bao gồm thông tin liên quan đến danh mục mã thông báo cũng như phương pháp mã hóa được sử dụng để xác thực, hỗ trợ người nhận đánh giá các bước cần thiết để xác minh và xử lý mã thông báo một cách hiệu quả.
Tải trọng đóng vai trò như một phương tiện truyền dữ liệu hoặc xác nhận, có thể bao gồm các chi tiết như thông tin người dùng, phân công vai trò, quyền truy cập và các yếu tố ngữ cảnh có liên quan. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng trọng tải được mở để kiểm tra công khai, do đó đòi hỏi phải sử dụng các biện pháp mã hóa mạnh mẽ khi xử lý tài liệu nhạy cảm.
Chữ ký số kết hợp tiêu đề được mã hóa, nội dung thư và khóa mật mã bí mật do máy chủ sở hữu độc quyền. Sự kết hợp này nhằm duy trì tính xác thực và nguyên vẹn của mã thông báo xác thực.
Tại sao lại là JWT?
JWT, hay JSON Web Token, đã nổi lên như một khía cạnh không thể thiếu trong xây dựng web hiện đại do một số yếu tố quan trọng:
JWT có lợi thế khác biệt so với các phương pháp xác thực dựa trên phiên thông thường ở chỗ chúng hoạt động trên cơ sở không trạng thái. Không giống như các phương pháp yêu cầu lưu trữ phía máy chủ và quản lý phiên đối với thông tin người dùng, JWT không yêu cầu các tài nguyên đó. Do đó, thuộc tính này của JWT tạo điều kiện tăng khả năng mở rộng và phân bổ hiệu quả gánh nặng tính toán giữa nhiều máy chủ trong một ứng dụng.
JWT cung cấp chức năng tên miền chéo, cho phép sử dụng chúng trong các tình huống xác thực mở rộng trên nhiều dịch vụ và các ranh giới tên miền hoặc tên miền phụ khác nhau. Điều này khiến chúng rất phù hợp để tạo ra các hệ thống phi tập trung yêu cầu quy trình xác thực liền mạch.
JWT (Mã thông báo Web JSON) cung cấp bảo mật nâng cao thông qua việc sử dụng chữ ký số để xác minh tính xác thực của mã thông báo. Hơn nữa, JWT giảm thiểu lỗ hổng dữ liệu bằng cách chỉ chứa thông tin cần thiết trong tải trọng của chúng.
JWT sở hữu một số lợi thế khiến chúng rất phù hợp với các ứng dụng di động và môi trường băng thông thấp, bao gồm kích thước tương đối nhỏ và mức độ hiệu quả cao.
Quy trình triển khai JWT
Để triển khai việc sử dụng Mã thông báo web JSON (JWT) trong ứng dụng của bạn, bạn sẽ phải tuân thủ một loạt giao thức và quy trình như được nêu bên dưới:
Sau khi máy chủ xác thực thành công người dùng, nó sẽ tạo ra Mã thông báo Web JSON (JWT). Mã thông báo này được tạo thông qua sự kết hợp của tiêu đề, tải trọng và khóa bí mật. Sau quá trình tạo này, mã thông báo được tạo sẽ được truyền từ máy chủ đến máy khách để xử lý thêm.
Lưu trữ mã thông báo là một khía cạnh quan trọng của xác thực trong đó khách hàng duy trì mã thông báo một cách an toàn để sử dụng trong tương lai. Điều này có thể liên quan đến việc lưu trữ Mã thông báo Web JSON (JWT) bằng cách sử dụng cơ chế lưu trữ cục bộ hoặc cơ chế lưu trữ an toàn có sẵn trong hệ sinh thái của nền tảng. Nó đảm bảo rằng thông tin nhạy cảm vẫn được bảo vệ trong khi cung cấp quyền truy cập liền mạch cho người dùng được ủy quyền.
Để xác thực các yêu cầu yêu cầu xác thực, khách hàng truyền JWT trong tiêu đề thư của họ hoặc dưới dạng tham số đi kèm. Sau khi nhận được, máy chủ xác thực mã thông báo và truy xuất dữ liệu thích hợp từ tải trọng của nó.
Việc bao gồm thời gian hết hạn trong tải trọng của JWT cho phép tự động chấm dứt mã thông báo nói trên sau một khoảng thời gian được chỉ định, bắt buộc phải triển khai cơ chế mã thông báo làm mới thay mặt khách hàng để cấp lại thông tin xác thực hợp lệ khi mã thông báo ban đầu hết hiệu lực.
Bằng cách tuân thủ các biện pháp nói trên, người ta có thể tận dụng hiệu quả các khả năng của Mã thông báo Web JSON (JWT) để xây dựng các nền tảng dựa trên web mạnh mẽ và có thể mở rộng với các tính năng bảo mật nâng cao.
Các trường hợp sử dụng và triển khai JWT
JWT đã biến đổi lĩnh vực bảo mật với nhiều ứng dụng trong nhiều ngành khác nhau. Tính linh hoạt của JWT đã khiến chúng trở thành một công cụ thiết yếu trong việc bảo mật danh tính kỹ thuật số và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. Một số lĩnh vực chính mà JWT đã được triển khai thành công bao gồm kiểm soát truy cập, xác thực và ủy quyền cũng như phân phối nội dung và quản lý người dùng. Ngoài ra, JWT có thể được sử dụng để bảo mật các yêu cầu và phản hồi API, giúp quản lý tích hợp của bên thứ ba dễ dàng hơn trong khi vẫn duy trì mức độ bảo mật cao.
Xác thực người dùng là một khía cạnh quan trọng của việc phát triển ứng dụng web hiện đại. Một phương pháp được sử dụng rộng rãi liên quan đến việc sử dụng Mã thông báo Web JSON (JWT) để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình này. Các mã thông báo này đóng vai trò là phương tiện để máy chủ có thể xác minh hiệu quả danh tính của người dùng trong các tương tác tiếp theo. Đáng chú ý, việc JWT vốn không phụ thuộc vào cơ chế lưu trữ dựa trên phiên góp phần nâng cao khả năng mở rộng hệ thống tổng thể.
Đăng nhập một lần (SSO) được hỗ trợ bằng cách sử dụng Mã thông báo Web JSON (JWT). Sau khi đăng nhập vào hệ thống ban đầu, JWT có thể được tạo để cấp quyền truy cập cho các ứng dụng được kết nối. Điều này hợp lý hóa quy trình và duy trì các biện pháp kiểm soát xác thực an toàn.
Có thể đạt được giao tiếp an toàn thông qua việc sử dụng Mã thông báo Web JSON (JWT). Bằng cách sử dụng các mã thông báo này, vi dịch vụ và API có thể xác thực các yêu cầu mà không cần phải phụ thuộc vào máy chủ xác thực tập trung. Cách tiếp cận phi tập trung này không chỉ nâng cao khả năng mở rộng tổng thể mà còn làm giảm căng thẳng đặt lên tài nguyên mạng.
JWT (Mã thông báo Web JSON) hỗ trợ quá trình xác thực liền mạch bằng cách loại bỏ nhu cầu về các phương pháp dựa trên mật khẩu truyền thống. Bằng cách tận dụng JWT, người dùng được cấp quyền truy cập thông qua xác minh email hoặc tin nhắn văn bản, điều này giúp nâng cao cả trải nghiệm và các biện pháp bảo mật của họ đồng thời giảm thiểu rủi ro tiềm ẩn liên quan đến thông tin xác thực bị đánh cắp.
Những cân nhắc về bảo mật của JWT
Độ tin cậy của Mã thông báo Web JSON (JWT) phụ thuộc vào việc triển khai các quy trình xác thực nghiêm ngặt. Các giao thức như vậy bao gồm việc xác thực chữ ký, lựa chọn thuật toán mã hóa, xác nhận dấu thời gian và chứng thực của tổ chức phát hành.
Bảo vệ JWT khỏi giả mạo và giả mạo
Để tăng cường tính bảo mật của Mã thông báo Web JSON (JWT), chúng tôi khuyên bạn nên ký chúng bằng các kỹ thuật mã hóa mạnh mẽ như HMAC hoặc RSA. Quá trình xác minh này sẽ diễn ra trong quá trình xác thực mã thông báo để đảm bảo cả tính an toàn và tính xác thực. Ngoài ra, điều quan trọng là phải bảo vệ khóa bí mật được sử dụng khi ký JWT bằng cách thực hiện các biện pháp ngăn chặn truy cập trái phép. Việc triển khai luân chuyển khóa và thực hành lưu trữ khóa an toàn sẽ củng cố hơn nữa tình hình bảo mật tổng thể.
Ngăn chặn các lỗ hổng bảo mật JWT phổ biến
Để bảo vệ khỏi sự lạm dụng có thể xảy ra, bạn nên kết hợp tuổi thọ hữu hạn vào Mã thông báo Web JSON của mình bằng dấu thời gian hết hạn. Biện pháp này giúp vô hiệu hóa mọi mã thông báo lỗi thời và ngăn chúng bị sử dụng cho mục đích xấu. Việc đưa khiếu nại về’khán giả’vào trong JWT cho phép bạn hạn chế việc phổ biến khiếu nại đó cho các bên cụ thể, do đó ngăn chặn quyền truy cập không được yêu cầu. Để giảm thiểu rủi ro bảo mật, điều cần thiết là phải xác minh xem người nhận được chỉ định có phù hợp với các giá trị dự kiến hay không. Nếu có nghi ngờ về hành vi vi phạm hoặc sử dụng trái phép, việc thu hồi hoặc đưa JWT bị ảnh hưởng vào danh sách đen là cần thiết như một phần của chiến lược bảo mật chủ động.
Các cân nhắc bổ sung về bảo mật
Để đảm bảo tính bảo mật của Mã thông báo Web JSON (JWT), chúng phải được truyền qua các giao thức liên lạc an toàn, chẳng hạn như HTTPS, để bảo vệ khỏi sự truy cập trái phép của các bên thứ ba có thể chặn mã thông báo trong quá trình truyền. Ngoài ra, điều quan trọng là phải giảm thiểu kích thước của tải trọng JWT để hạn chế khả năng thông tin nhạy cảm bị lộ. Nói chung, dữ liệu nhạy cảm phải được lưu trữ ở phía máy chủ thay vì được đưa vào JWT. Hơn nữa, điều quan trọng là phải xác thực và vệ sinh JWT sau khi tạo để giảm thiểu rủi ro liên quan đến các lỗ hổng tiềm ẩn như tấn công tiêm nhiễm.
Các lựa chọn thay thế JWT phổ biến
Trước sự ra đời của Mã thông báo Web JSON (JWT), nhiều phương pháp khác nhau đã được sử dụng cho mục đích xác thực và kiểm soát quyền truy cập. Do đó, cần lưu ý rằng tồn tại một số phương pháp thay thế nhất định có thể được điều chỉnh để phù hợp với các yêu cầu riêng của một ứng dụng nhất định. Một số tùy chọn như vậy bây giờ sẽ được khám phá chi tiết dưới đây.
Phiên có trạng thái
Một tùy chọn thông thường hơn đối với JWT là máy chủ sử dụng các phiên có trạng thái, trong đó máy chủ duy trì thông tin phiên. Mặc dù cách tiếp cận này cung cấp khả năng kiểm soát tốt hơn đối với việc xử lý phiên ở phía máy chủ, nhưng nó cũng có thể gây ra các vấn đề về khả năng mở rộng và lỗ hổng đối với một số loại tấn công nhất định.
###OAuth 2.0
OAuth 2.0 là một tiêu chuẩn xác thực được sử dụng rộng rãi, cho phép người dùng cung cấp các quyền hạn chế cho các ứng dụng bên ngoài, bằng cách phát hành mã thông báo để xác thực các yêu cầu và sử dụng cấu trúc cho mục đích ủy quyền và xác minh. Tính linh hoạt của phương pháp này rất phù hợp cho các tình huống đòi hỏi mức độ kiểm soát truy cập rất cụ thể.
Kết nối OpenID
OpenID Connect (OIDC) tận dụng nền tảng của OAuth 2.0 bằng cách kết hợp một lớp bổ sung để xác thực, cung cấp một phương pháp có thể áp dụng phổ biến để xác nhận danh tính người dùng. Cải tiến này có dạng mã thông báo ID, đóng gói dữ liệu thích hợp về người dùng cá nhân. Ngoài ra, những mã thông báo này đóng vai trò là bằng chứng không thể chối cãi liên quan đến nhận dạng đã được xác minh của mỗi người. Khi liên kết danh tính mạnh mẽ và các chức năng đăng nhập một lần (SSO) liền mạch được coi là không thể thiếu, OIDC thể hiện mình là một lựa chọn rất phù hợp.
###SAML
Ngôn ngữ đánh dấu xác nhận bảo mật hay SAML là ngôn ngữ đánh dấu có thể mở rộng sử dụng XML để tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi thông tin bảo mật liên quan đến xác thực và ủy quyền. Bằng cách sử dụng phương pháp tiêu chuẩn hóa này, các cá nhân có thể tự xác thực trên nhiều nền tảng kỹ thuật số khác nhau chỉ bằng một bộ chi tiết đăng nhập duy nhất, từ đó cho phép cái được gọi là xác thực “liên kết”.
SAML cung cấp mức độ bảo mật cao, mặc dù nó có một số hạn chế do phụ thuộc vào XML, điều này có thể gây ra một số khó khăn nhất định trong việc triển khai và bảo trì.
Nhiều ngôn ngữ và framework hỗ trợ JWT
Việc triển khai thành thạo Mã thông báo web JSON (JWT) có thể cải thiện đáng kể tính bảo mật và khả năng mở rộng của các ứng dụng dựa trên web. Việc triển khai xác thực JWT có thể thực hiện được trên nhiều ngôn ngữ lập trình, chẳng hạn như Python. Ngoài ra, còn có sự hỗ trợ mạnh mẽ cho việc xác thực người dùng trong các ứng dụng Flask sử dụng JWT.