面试题：安全认证：JWT在分布式系统中的安全考量场景

Question

在分布式系统中使用JWT时，可能会面临哪些安全风险？针对这些风险，你会采取哪些措施来保障JWT的安全性？比如，如何防止JWT被篡改或泄露？

Answer 1

安全风险

1. JWT 被篡改：攻击者可以修改 JWT 中的声明（claims），如用户角色、权限等，从而获取非法访问权限。
2. JWT 泄露：如果 JWT 泄露，攻击者可以使用该令牌进行身份验证和授权，访问受保护的资源。这可能发生在网络传输过程中被拦截，或者在客户端存储时被窃取。
3. 过期时间管理问题：如果 JWT 的过期时间设置不当，可能导致用户过早或过晚失去访问权限，影响用户体验或安全性。
4. 密钥管理风险：JWT 的签名验证依赖于密钥，如果密钥泄露，攻击者可以伪造合法的 JWT。在分布式系统中，密钥的安全存储和分发是一个挑战。

保障措施

1. 防止 JWT 被篡改
   • 使用强签名算法：选择可靠的签名算法，如 HMAC - SHA256 或 RSA 等，对 JWT 进行签名。服务器在验证 JWT 时，会使用相同的算法和密钥来验证签名的有效性，确保 JWT 在传输过程中未被篡改。
   • 验证签名：在服务端接收到 JWT 时，必须对其进行签名验证。只有签名验证通过的 JWT 才被认为是合法的。许多编程语言都有相应的 JWT 库，这些库提供了简单的方法来验证 JWT 的签名。
2. 防止 JWT 泄露
   • 安全传输：在网络传输过程中，使用 HTTPS 协议来加密数据，防止 JWT 在传输过程中被中间人拦截获取。
   • 安全存储：在客户端，避免将 JWT 存储在容易被窃取的位置，如明文存储在本地存储（localStorage）或会话存储（sessionStorage）中。可以考虑将 JWT 存储在 HTTP-only 的 cookie 中，这样可以防止通过 JavaScript 访问 cookie，降低 XSS 攻击导致 JWT 泄露的风险。
3. 合理管理过期时间
   • 设置合适的过期时间：根据应用的需求，合理设置 JWT 的过期时间。对于一些安全性要求较高的操作，可以设置较短的过期时间；对于一些长期存在的会话，可以设置较长但合理的过期时间。同时，可以考虑使用刷新令牌（refresh token）机制，当 JWT 过期时，用户可以使用刷新令牌获取新的 JWT，而无需重新登录。
   • 检查过期时间：在服务端验证 JWT 时，除了验证签名，还需要检查 JWT 的过期时间，确保令牌仍然有效。
4. 密钥管理
   • 安全存储密钥：将密钥存储在安全的位置，如使用硬件安全模块（HSM）来存储密钥，提高密钥的安全性。
   • 定期更新密钥：定期更换签名密钥，降低因密钥泄露导致的风险。在更换密钥时，需要确保系统能够平滑过渡，不会影响正常用户的使用。
   • 分布式密钥管理：在分布式系统中，可以使用分布式密钥管理服务（如 HashiCorp Vault）来管理密钥，确保密钥在各个节点之间的安全分发和使用。