JWT-token—前后端分離架構的api安全問題

前后端分離架構帶來的好處一搜一大堆藏古,我們來看一下分離后后端接口的安全問題蜂大。
前后端分離架構現(xiàn)狀:

前端:vue項目,Nginx部署
后端:node.js和java項目

這樣的情況后端api是暴露在外網中源譬,因為常規(guī)的web項目無論如何前端都是要通過公網訪問到后臺api的千贯,帶來的隱患也有很多。
1.接口公開送朱,誰都可以訪問
2.數(shù)據(jù)請求的參數(shù)在傳輸過程被篡改
3.接口被重復調用
...

session和cookie局限性

session和cookie都是客戶端與服務端通訊需要提供的認證娘荡,當客戶端的值和服務器的值吻合時,才允許請求api骤菠,解決了第1個問題它改,但是當攻擊者獲取到了傳輸過程中的session或者cookie值后,就可以進行第2商乎、3種攻擊了

JWT的token機制

JWT標準的token包含三部分:

1.header(頭部)央拖,頭部信息主要包括(參數(shù)的類型--JWT,簽名的算法--HS256)
2.poyload(負荷),負荷基本就是自己想要存放的信息(因為信息會暴露鹉戚,不應該在載荷里面加入任何敏感的數(shù)據(jù))鲜戒,有兩個形式,下邊會講到
3.sign(簽名)抹凳,簽名的作用就是為了防止惡意篡改數(shù)據(jù)

頭部(Header)

頭部用于描述關于該JWT的最基本的信息遏餐,例如其類型以及簽名所用的算法等

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

將上面的JSON對象進行[base64編碼]可以得到下面的字符串。這個字符串我們將它稱作JWT的Header

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9
載荷(Payload)

Payload也是一個JSON對象赢底。包含了一些其他的信息

{
 "iss": "John Wu JWT",
 "iat": 1441593502,
 "exp": 1441594722,
 "aud": "www.example.com",
 "sub": "jrocket@example.com",
 "from_user": "B",
 "target_user": "A"
}

這里面的前五個字段都是由JWT的標準所定義的失都。

*   `iss`: 該JWT的簽發(fā)者
*   `sub`: 該JWT所面向的用戶
*   `aud`: 接收該JWT的一方
*   `exp`(expires): 什么時候過期柏蘑,這里是一個Unix時間戳
*   `iat`(issued at): 在什么時候簽發(fā)的

將上面的JSON對象進行[base64編碼]可以得到下面的字符串。這個字符串我們將它稱作JWT的Payload

eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0

注意:Base64是一種編碼粹庞,也就是說咳焚,它是可以被翻譯回原來的樣子來的。它并不是一種加密過程庞溜。

簽名(Sign)

將上面的兩個編碼后的字符串都用句號.連接在一起(頭部在前)革半,就形成了

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0

最后,我們將上面拼接完的字符串用HS256算法進行加密流码。在加密的時候又官,我們還需要提供一個密鑰(secret)。如果我們用mystar作為密鑰的話漫试,那么就可以得到我們加密后的內容

rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

這一部分叫做簽名

image

最后將這一部分簽名也拼接在被簽名的字符串后面六敬,我們就得到了完整的JWT

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0.rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

為什么要使用簽名

簽名解決了數(shù)據(jù)傳輸過程中參數(shù)被篡改的風險
一般而言,加密算法對于不同的輸入產生的輸出總是不一樣的商虐,如果有人對Header以及Payload的內容解碼之后進行修改觉阅,再進行編碼的話崖疤,那么新的頭部和載荷的簽名和之前的簽名就將是不一樣的秘车。而且,如果不知道服務器加密的時候用的密鑰的話劫哼,得出來的簽名也一定會是不一樣的叮趴。

sig2.png

服務器應用在接受到JWT后,會首先對頭部和載荷的內容用同一算法再次簽名权烧。如果服務器應用對頭部和載荷再次以同樣方法簽名之后發(fā)現(xiàn)眯亦,自己計算出來的簽名和接受到的簽名不一樣,那么就說明這個Token的內容被別人動過的般码,我們應該拒絕這個Token

如何防范Replay Attacks

解決了篡改數(shù)據(jù)的問題妻率,還有第3個問題,那就是攻擊者不修改數(shù)據(jù)板祝,只是重復攻擊

所謂重復攻擊就是攻擊者發(fā)送一個后端服務器已接收過的包宫静,來達到攻擊系統(tǒng)的目的。

比如在瀏覽器端通過用戶名/密碼驗證獲得簽名的Token被木馬竊取券时。即使用戶登出了系統(tǒng)孤里,黑客還是可以利用竊取的Token模擬正常請求,而服務器端對此完全不知道橘洞,因為JWT機制是無狀態(tài)的捌袜。

可以在Payload里增加時間戳并且前后端都參與來解決:

1.前端生成token時,在payload里增加當前時間戳
2.后端接收后炸枣,對解析出來的時間戳和當前時間進行判斷虏等,
3.如果相差特定時間內(比如2秒)弄唧,允許請求否則判定為重復攻擊

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