JWT چیست؟ بررسی مزایا و معایب آن

JWT یا JSON Web Token یک استاندارد باز برای ایجاد توکن‌های امن و فشرده است که برای تبادل اطلاعات بین دو طرف (مانند کلاینت و سرور) استفاده می‌شود. این اطلاعات در قالب یک شیء JSON رمزنگاری شده و امضاشده ذخیره می‌شود تا امنیت و صحت داده‌ها تضمین شود. JSON Web Token به دلیل ساختار ساده و سبک بودن، به یکی از محبوب‌ترین روش‌های احراز هویت و تبادل اطلاعات در وب تبدیل شده است.

اجزای JWT

JWT از سه بخش اصلی تشکیل شده است که با نقطه (.) از یکدیگر جدا می‌شوند:

1. Header (هدر)

هدر شامل اطلاعاتی درباره نوع توکن و الگوریتم رمزنگاری است. نمونه‌ای از هدر:

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

2. Payload (بار)

بخش Payload داده‌هایی را شامل می‌شود که باید بین طرفین تبادل شوند. این بخش می‌تواند شامل اطلاعات کاربر یا داده‌های مرتبط با احراز هویت باشد. مثالی از Payload:

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "admin": true
}

3. Signature (امضا)

امضا برای تضمین صحت و امنیت داده‌ها استفاده می‌شود. این بخش با استفاده از هدر و Payload به همراه یک کلید مخفی تولید می‌شود.

یک JWT کامل به صورت زیر خواهد بود:

xxxxx.yyyyy.zzzzz

کاربردهای JWT

1. احراز هویت (Authentication)

یکی از رایج‌ترین کاربردهای JSON Web Token در احراز هویت است. پس از ورود کاربر و تأیید هویت، سرور یک توکن وب JSON ایجاد می‌کند و آن را به کلاینت ارسال می‌کند. این توکن در درخواست‌های بعدی ارسال می‌شود تا هویت کاربر تأیید شود.

2. مجوز دسترسی (Authorization)

توکن وب JSON می‌تواند برای تعیین سطح دسترسی کاربر به منابع مختلف استفاده شود. به عنوان مثال، یک کاربر عادی ممکن است به بخش‌های خاصی از سیستم دسترسی نداشته باشد، اما مدیر سیستم می‌تواند به تمامی بخش‌ها دسترسی داشته باشد.

3. تبادل اطلاعات امن

توکن وب JSON به دلیل امضا شدن، می‌تواند برای تبادل امن اطلاعات بین دو طرف مورد استفاده قرار گیرد. این اطلاعات نمی‌توانند بدون کلید مخفی تغییر داده شوند.

مزایای JWT

1. سبک و فشرده

توکن وب JSON به دلیل استفاده از فرمت JSON و ساختار سه‌بخشی، بسیار سبک است و به راحتی می‌توان آن را در هدر HTTP یا به عنوان یک کوکی ارسال کرد.

2. مستقل از زبان برنامه‌نویسی

توکن وب JSON می‌تواند در هر زبانی تولید و تأیید شود، زیرا بر اساس استانداردهای باز کار می‌کند.

3. ایمن

به دلیل استفاده از امضا، JSON Web Token از تغییر غیرمجاز داده‌ها جلوگیری می‌کند. همچنین می‌توان از الگوریتم‌های قوی مانند HS256 یا RS256 برای امضا استفاده کرد.

4. بدون نیاز به ذخیره‌سازی در سرور

توکن وب JSON نیاز به ذخیره‌سازی در سمت سرور ندارد. تمام اطلاعات در خود توکن ذخیره می‌شود، که این موضوع باعث کاهش بار روی سرور می‌شود.

محدودیت‌های توکن وب JSON

1. اندازه بزرگ‌تر نسبت به کوکی‌ها

این توکن معمولاً بزرگ‌تر از کوکی‌های سنتی است که ممکن است تأثیری روی عملکرد داشته باشد.

2. عدم امکان لغو توکن

اگر یک توکن وب JSON لو برود، نمی‌توان آن را از کار انداخت مگر اینکه از لیست سیاه (Blacklist) استفاده شود.

3. امنیت کلید مخفی

اگر کلید مخفی که برای امضا استفاده شده لو برود، امنیت کل سیستم به خطر می‌افتد.

نحوه ایجاد توکن وب JSON

1. با استفاده از پایتون و کتابخانه PyJWT

در اینجا یک مثال ساده برای ایجاد توکن وب JSON آورده شده است:

import jwt

# داده‌ها
payload = {
    "user_id": 123,
    "role": "admin"
}

# کلید مخفی
secret = "my_secret_key"

# تولید JWT
token = jwt.encode(payload, secret, algorithm="HS256")
print(token)

2. بررسی JWT در سرور

برای بررسی صحت توکن وب JSON در سمت سرور می‌توان از همان کتابخانه استفاده کرد:

# بررسی JWT
decoded = jwt.decode(token, secret, algorithms=["HS256"])
print(decoded)

تفاوت JWT با سایر روش‌های احراز هویت

1. Session-based Authentication

در روش‌های مبتنی بر Session، اطلاعات کاربر در سرور ذخیره می‌شود. اما در JSON Web Token، اطلاعات در خود توکن ذخیره می‌شود.

2. Token-based Authentication

JSON Web Token یکی از روش‌های محبوب در احراز هویت مبتنی بر توکن است که به دلیل مزایایی مانند مقیاس‌پذیری و سرعت بالا ترجیح داده می‌شود.

بهترین روش‌ها برای استفاده از JWT

1. استفاده از HTTPS

برای جلوگیری از حملات شنود (Man-in-the-Middle)، همیشه از توکن وب JSON روی پروتکل HTTPS استفاده کنید.

2. استفاده از زمان انقضا

توکن وب JSON باید دارای زمان انقضا (exp) باشد تا توکن‌های قدیمی به صورت خودکار باطل شوند.

3. استفاده از الگوریتم‌های قوی

برای امضای توکن وب JSON، از الگوریتم‌های قوی مانند HS256 یا RS256 استفاده کنید.

4. ذخیره‌سازی امن JWT

JSON Web Token را به صورت امن در کلاینت ذخیره کنید. از ذخیره‌سازی در localStorage خودداری کنید و به جای آن از HttpOnly Cookies استفاده کنید.

نتیجه‌گیری

JWT یک ابزار قدرتمند برای احراز هویت و تبادل اطلاعات امن در وب است. با درک درست از کاربردها و محدودیت‌های آن و استفاده از بهترین روش‌ها، می‌توان از JSON Web Token برای ساخت سیستم‌های امن و کارآمد بهره برد. این استاندارد به دلیل سبک بودن و انعطاف‌پذیری، انتخابی ایده‌آل برای بسیاری از برنامه‌های مدرن وب است.