面试题：安全认证之JWT安全隐患与应对

Question

JWT在实际应用中有哪些安全隐患，例如可能存在的攻击方式有哪些？针对这些隐患，在后端开发实现基于JWT的身份验证时，你会采取哪些措施来提高安全性？

Answer 1

JWT安全隐患及攻击方式

1. 信息泄露
   • 隐患：JWT 是自包含的，其载荷部分（Payload）通常包含用户相关信息。如果 JWT 在传输过程中未加密，这些信息可能被截获和读取。
   • 攻击方式：中间人攻击（MITM），攻击者在通信链路中截获 JWT，获取敏感信息，如用户角色、权限等。
2. 签名伪造
   • 隐患：JWT 的签名用于验证消息在传输过程中未被更改。如果签名密钥泄露或被破解，攻击者可以伪造合法的 JWT。
   • 攻击方式：暴力破解密钥，若使用的签名密钥强度不够，攻击者通过大量尝试可能破解密钥，进而伪造签名；或者通过社会工程学手段获取密钥。
3. 重放攻击
   • 隐患：只要 JWT 未过期，就可被用于认证。攻击者可以截获有效的 JWT 并多次使用。
   • 攻击方式：直接重放，攻击者截获 JWT 后，在有效期内重复使用该 JWT 进行认证请求。

后端开发提高 JWT 安全性的措施

1. 加密传输
   • 在传输 JWT 时，使用 HTTPS 协议。HTTPS 对数据进行加密传输，防止中间人截获和解密 JWT，确保 JWT 在传输过程中的保密性。
2. 密钥管理
   • 强密钥：使用足够长度和复杂度的签名密钥。例如，对于 HMAC 算法，密钥长度至少为 256 位。
   • 密钥存储安全：将签名密钥存储在安全的位置，如操作系统的密钥管理服务（KMS），避免密钥泄露。定期更换密钥，降低因密钥泄露带来的风险。
3. 防范重放攻击
   • 添加唯一标识：在 JWT 的载荷中添加一个唯一标识（如 UUID），后端维护一个已使用的 JWT 列表或使用 Redis 等缓存存储已使用的唯一标识。每次收到 JWT 时，检查该唯一标识是否已使用过，若已使用则拒绝该请求。
   • 设置短有效期：设置较短的 JWT 有效期，减少 JWT 可被重放的时间窗口。例如，对于一些敏感操作的 JWT，有效期可设置为几分钟；对于一般操作，可设置为几小时。同时结合刷新令牌（Refresh Token）机制，在 JWT 过期时用于获取新的有效 JWT。
4. 验证签名和内容
   • 严格签名验证：在后端收到 JWT 时，使用正确的签名算法和密钥对 JWT 的签名进行严格验证。确保签名的合法性，防止签名伪造。
   • 内容验证：不仅验证 JWT 的签名，还要对 JWT 载荷中的内容进行验证。例如，检查用户角色、权限等信息是否符合业务逻辑，防止攻击者篡改载荷内容获取非法权限。