O que são JWTs e como funcionam?

Autenticação segura e mecanismo de autorização são cruciais para proteger informações confidenciais. Um mecanismo que ganhou popularidade significativa são os JSON Web Tokens (JWTs).

Os JWTs fornecem uma forma segura e eficiente de autenticação, autorização e transmissão de informações. Eles oferecem uma base robusta para a construção de aplicações web e APIs seguras.

Introdução aos JWTs

JWTs são estruturas de dados independentes que duas partes podem usar para transferir informações. JWTs consistem em três partes distintas: um cabeçalho, uma carga útil e uma assinatura. Cada peça serve a um propósito específico para garantir a integridade e autenticidade do token.

1. O cabeçalho contém metadados sobre o tipo de token e o algoritmo de assinatura. Ajuda o destinatário a determinar como validar e processar o token.
2. O carga útil detém os dados ou reivindicações para transmissão. As declarações podem incluir informações do usuário, funções, permissões e metadados necessários. É importante observar que a carga útil é visível publicamente, portanto você não deve armazenar dados confidenciais sem a criptografia adequada.
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3. O assinatura combina o cabeçalho codificado, a carga útil e uma chave secreta privada para o servidor. Ele garante a autenticidade e integridade do token.

Por que JWTs?

Aqui estão alguns dos principais motivos pelos quais os JWTs se tornaram um componente fundamental do desenvolvimento web moderno:

1. JWTs são sem estado e escaláveis. Os JWTs não têm estado, ao contrário dos mecanismos tradicionais de autenticação baseados em sessão. Eles não precisam de armazenamento no servidor e gerenciamento de sessões. Isso facilita o dimensionamento de aplicativos e a distribuição da carga de trabalho entre servidores.
2. Compatibilidade entre domínios. Você pode usar JWTs em diferentes domínios ou subdomínios. Eles são ideais para construir sistemas distribuídos onde a autenticação abrange muitos serviços.
3. Segurança melhorada. Com assinaturas digitais, os JWTs fornecem um alto nível de segurança, garantindo a validade do token. Além disso, os JWTs atenuam a exposição dos dados armazenando apenas as informações necessárias na carga útil.
4. JWTs são leves e eficientes. JWTs são compactos e eficientes. Isso os torna ideais para aplicações móveis ou cenários com largura de banda limitada.

O fluxo de trabalho de implementação do JWT

Você precisará seguir estas etapas para aplicar JWTs em seu aplicativo:

1. Gerando o token. Em um sucesso autenticação de usuário processo, o servidor irá gerar um JWT. O JWT combina o cabeçalho, a carga útil e a chave secreta. O servidor envia o token resultante ao cliente.
2. Armazenamento de tokens. O cliente armazena o token com segurança. O cliente pode armazenar JWTs em armazenamento local ou mecanismos de armazenamento seguros na plataforma.
3. Enviando o token. Para solicitações que necessitam de autenticação, o cliente inclui o JWT nos cabeçalhos da solicitação ou como parâmetro. O servidor verifica o token e extrai as informações necessárias da carga útil.
4. Expiração e renovação do token. JWTs podem ter um prazo de validade incluído na carga útil. O cliente pode solicitar um token atualizado usando um mecanismo de atualização de token para lidar com tokens expirados.

Ao implementar essas etapas, você pode aproveitar o poder dos JWTs para criar aplicativos da Web seguros e escalonáveis.

Casos de uso e implementações de JWTs

Os JWTs estão revolucionando o paradigma de segurança. Aqui estão algumas áreas e casos de uso para JWTs.

1. Autenticação de usuário. JWTs são populares para autenticação de usuários em aplicações web. O servidor pode identificar e autenticar com segurança o usuário para solicitações posteriores. A natureza sem estado dos JWTs elimina a necessidade de armazenamento de sessão, resultando em maior escalabilidade.
2. Logon único (SSO). JWTs são excelentes para implementar SSO em sistemas. Depois que um usuário faz login em um aplicativo, você pode gerar um JWT para permitir acesso a outros sistemas integrados. Isso simplifica a experiência do usuário e garante um controle de acesso seguro.
3. Comunicação segura. JWTs podem proteger a comunicação entre microsserviços ou APIs. Os serviços podem autorizar solicitações sem depender de um servidor de autenticação centralizado. Esta descentralização aumenta a escalabilidade e reduz a carga sobre os recursos da rede.
4. Autenticação sem senha. Os JWTs permitem autenticação sem senha, aumentando a conveniência e a segurança do usuário. Você pode emitir JWTs por e-mail ou SMS para verificar a identidade do usuário sem senhas e reduzir o risco de roubo de credenciais.

Considerações de segurança JWT

A segurança do JWT depende de mecanismos robustos de validação de token. Esses mecanismos incluem verificação de assinatura, seleção de algoritmo, carimbo de data/hora e verificação do emissor.

Protegendo JWTs contra adulteração e falsificação

Assine seus JWTs com algoritmos criptográficos sólidos como HMAC ou RSA. Verifique a assinatura durante a validação do token para garantir que ele seja seguro e válido. Além disso, armazene a chave secreta usada para assinar JWTs para protegê-los contra acesso não autorizado. Implemente a rotação de chaves e práticas seguras de armazenamento de chaves.

Prevenindo vulnerabilidades comuns de segurança JWT

Adicione tempo de expiração aos seus JWTs e rejeite tokens expirados para evitar uso indevido. Os JWTs podem incluir um público (declaração aud) que especifica o destinatário pretendido do token. Verifique se o público corresponde ao valor esperado para evitar uso não autorizado. Implemente JWTs para revogar ou colocar jWTs na lista negra em caso de suspeita de comprometimento ou uso não autorizado.

Considerações Adicionais de Segurança

Envie seus JWTs canais seguros como HTTPS para evitar escuta ou interceptação do token. Mantenha o tamanho da carga útil ao mínimo para reduzir o risco de exposição de informações confidenciais. Armazene dados confidenciais no servidor e recupere-os quando necessário. Valide e higienize JWTs após a criação para evitar injeção e outros ataques.

Alternativas populares de JWT

Antes e depois dos JWTs, houve outras medidas para autenticação e autorização. Aqui estão algumas alternativas de JWT dependendo das especificações do seu aplicativo.

Sessões com estado

Uma alternativa tradicional aos JWTs são as sessões com estado, nas quais o servidor retém os dados da sessão. As sessões do lado do servidor permitem controle granular sobre o gerenciamento de sessões, mas podem apresentar desafios de escalabilidade. Além disso, eles são suscetíveis a ataques específicos.

OAuth 2.0

OAuth 2.0 é um protocolo de autenticação adotado que permite aos usuários conceder acesso limitado aos seus recursos a aplicativos de terceiros. Ele usa tokens para autenticação de solicitações e uma estrutura para autenticação e autorização. A extensibilidade do OAuth 2.0 atende a cenários que exigem acesso refinado.

Conexão OpenID

OpenID Connect (OIDC) baseia-se no OAuth 2.0 e adiciona uma camada de identidade que fornece uma maneira padronizada de autenticar usuários. Ele introduz tokens de ID contendo informações do usuário. Também serve como declarações verificáveis ​​sobre a identidade do usuário. OIDC é uma excelente escolha quando a federação de identidades e logon único (SSO) capacidades são essenciais.

SAML

A Security Assertion Markup Language (SAML) é um padrão baseado em XML para troca de dados de autenticação e autorização. SAML permite autenticação federada. Isso permite que os usuários acessem vários aplicativos com um único conjunto de credenciais.

O SAML fornece recursos de segurança robustos, mas sua dependência do XML é desafiadora.

Muitas linguagens e estruturas suportam JWTs

A implementação eficaz de JWTs pode melhorar significativamente a segurança e a escalabilidade das aplicações web. Você pode implementar a autenticação JWT em muitas linguagens, incluindo Python. Há suporte robusto para autenticação de usuário em aplicativos Flask com JWTs