在当今的互联网服务中，存在用户交互的地方通常都会有用户认证。一般来说，用户认证流程会有以下几步：
1.用户输入用户名密码，发送到服务端；
2.服务端校验通过后，会将用户登录信息保存在当前会话中（session）；
3.服务端返回一个会话id（session id）到用户端，这个session id通常会保存在cookie中；
4.之后用户每次发起请求时都会带上这个session id；
5.服务端校验session id来判断用户请求的身份是否合法。
这种session+cookie的模式，是互联网应用中最为流行的用户认证模式。但是这种模式在当下单点登录、统一认证、跨域等场景下用户体验并不是很好，认证成本也较高；同时，由于seesion id保存在cookie中，这种用户认证模式也更容易受到XSS、CSRF等漏洞的影响。
01JWT概述
在JWT官网的定义中，JSON Web Token (JWT) 是一个开放标准 ( RFC 7519 )，定义了一种紧凑且自包含的方式，用于在各方之间使用 JSON 对象安全地传输信息。该信息可以被验证和信任，因为它是经过数字签名的。JWT 使用密钥进行签名。
简单来说，JWT遵循JSON格式，将用户信息加密保存在一个JSON格式的token中，服务端不保存任何与用户认证的相关配置信息，只保存校验token签名的密钥，通过签名的校验来判断用户身份是否合法。基于token的身份验证可以替代传统的cookie+session身份验证方法。
02JWT结构
访问https://jwt.io/，可以清晰的看到JWT的数据结构及其组成部分。
example:
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c
左边的是在实际的用户认证中所使用的JWT数据，它是一个较长的加密字符串，被两个“.”符号分成三段。这三段内容分别对应右边的组成JWT的三个部分：HEADER、PAYLOAD、SIGNATURE。
HEADER部分是一个JSON对象：
{
"alg":"HS256",
"typ":"JWT"
}
HEADER部分的数据是描述JWT的元数据，alg属性代表的是加密签名的算法，通常为HMAC算法或者RSA算法；typ属性代表token的类型，默认为JWT。
PAYLOAD部分也是一个JSON对象，包含官方定义的属性（一共7个，可自行查询了解）和自定义的属性：
{
"sub":"1234567890",
"name":"John Doe",
"iat":1516239022
}
PAYLOAD部分的数据是实际的用户身份数据，如用户名、用户id、生效时间、过期时间等，这部分的数据属性可以使用官方的7个属性，也可自行扩展定义。
SIGNATURE部分的数据是对HEADER和PAYLOAD两部分数据的签名，可以确保token不被篡改，SIGNATURE的生成需要依靠密钥、算法以及生成公式。
03JWT攻击手法
在针对JWT的攻击手法中，常用的主要有以下3种：
1.空加密算法攻击：将alg设置为None，告诉服务器不进行签名校验，从而使伪造的token可以绕过签名检验而被服务端认定为合法身份。
以上面的数据为例
下载github上的开源脚本
https://github.com/Ch1ngg/JWTPyCrack
使用该脚本生成PAYLOAD为
{
"sub":"1234567890",
"name":"John Doe",
"iat":1516239022
}
alg为None的JWT
pythonjwtcrack.py -m generate -s{"sub":"1234567890","name":"JohnDoe","iat":1516239022}
生成的JWT为：
eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJub25lIn0.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG5Eb2UiLCJpYXQiOjE1MTYyMzkwMjJ9.
可以发现，此时的JWT从三段数据变成了两段数据，SIGNATURE部分的数据被置空，此时若该JWT和正常生成的JWT一样有效，则证明存在允许空加密算法漏洞。
2.修改RSA加密算法为HMAC攻击：如果alg原本为RSA算法，可以修改为HS256算法，即通知服务器使用公钥对签名进行校验。该攻击手法需要事先获取到RSA算法的公钥密钥（RSA算法的公钥），然后使用公钥密钥对HEADER和PAYLOAD的部分使用生成公式生成JWT。
可以使用github开源环境https://github.com/Sjord/jwtdemo搭建demo进行测试。
此时若该JWT和正常生成的JWT一样有效，则证明存在加密算法篡改漏洞。
3.密钥爆破攻击：和账号密码爆破一样，由于JWT中的签名是使用密钥生成的，所以生成签名的密钥也是可以爆破的。JWT密钥爆破的不同点在于，首先需要一个有效的JWT才可以进行爆破。当爆破成功后，就可以使用密钥伪造其他用户身份的JWT。
下载github开源脚本https://github.com/ticarpi/jwt_tool
使用该脚本即可快速进行JWT密钥的爆破
pythonjwt_tool.pyeyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1c2VyIjoiYWRtaW4iLCJhY3Rpb24iOiJ1cGxvYWQifQ.7ZbwdZXwfjm575fHGukkE09O8-eFY4bx-fEEBUK3XUE-C -d 1.txt
密钥爆破和密码爆破一样，需要指定一个密钥字典文件。
密钥爆破成功后即可用密钥伪造任意用户身份的JWT。
04JWT安全
1.开发时设置JWT签名校验密钥为强密钥，禁止使用弱密钥，且不同的系统要使用不同的密钥；
2.开发时要对JWT进行充分校验，防止空算法、HMAC算法替换RSA算法等；
3.定期对业务代码进行安全审计，防止由于其他安全漏洞造成密钥泄露等。
浙公网安备 33010502006954号 
