導入：

JSON Web トークン (JWT) は、API 認証とデータ交換を保護するために広く使用されています。ただし、実装や取り扱いが不適切だと、トークンの偽造やデータ操作につながる脆弱性が露呈する可能性があります。このブログでは、JWT の一般的な弱点、実際の攻撃例、およびこれらのリスクを軽減するためのベスト プラクティスについて説明します。

JWTとは何ですか?

JWT は、2 者間で転送されるクレームを表現するコンパクトで URL セーフな手段です。これは、Base64 でエンコードされたヘッダー、ペイロード、署名の 3 つの部分で構成されます。

JWT 構造:

{
  "header": {
    "alg": "HS256",
    "typ": "JWT"
  },
  "payload": {
    "sub": "1234567890",
    "name": "John Doe",
    "iat": 1516239022
  },
  "signature": "SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c"
}

一般的な JWT の脆弱性:

1.アルゴリズム混乱攻撃:
攻撃者は弱いアルゴリズムを悪用したり、トークン ヘッダーのアルゴリズムをなしに変更したりして、トークンの偽造につながる可能性があります。

例：

{
  "alg": "none",
  "typ": "JWT"
}

緩和：
常にサーバー側で alg パラメータを検証し、「なし」または弱いアルゴリズムのトークンを拒否します。

安全な実装:

const jwt = require('jsonwebtoken');
const payload = {
  sub: "1234567890",
  name: "John Doe"
};
const secret = 'your-256-bit-secret';
const token = jwt.sign(payload, secret, { algorithm: 'HS256' });

jwt.verify(token, secret, { algorithms: ['HS256'] }, function(err, decoded) {
  if (err) throw new Error('Token verification failed');
  console.log(decoded);
});

2.キーインジェクション攻撃:
攻撃者はペイロードを操作して新しいキーを含め、不正アクセスにつながる可能性があります。

例：

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

緩和：
主張が適切に検証され、機密情報がペイロードに保存されていないことを確認してください。

安全な実装:

const payload = {
  sub: "1234567890",
  name: "John Doe"
};

const token = jwt.sign(payload, secret, { algorithm: 'HS256' });

jwt.verify(token, secret, function(err, decoded) {
  if (err) throw new Error('Token verification failed');
  if (decoded.admin) throw new Error('Unauthorized access');
  console.log(decoded);
});

3.弱い秘密キー:
弱い秘密鍵や予測可能な秘密鍵を使用すると、総当たり攻撃につながる可能性があります。

緩和：
ランダムに生成された強力な秘密鍵を使用し、定期的にローテーションします。

安全な実装:

const crypto = require('crypto');
const secret = crypto.randomBytes(64).toString('hex');

const token = jwt.sign(payload, secret, { algorithm: 'HS256' });

jwt.verify(token, secret, function(err, decoded) {
  if (err) throw new Error('Token verification failed');
  console.log(decoded);
});

完全な安全な JWT 実装例:

これは、Node.js アプリケーションに JWT を安全に実装する方法の完全な例です:

ステップ 1: 依存関係をインストールする

npm install jsonwebtoken express body-parser

ステップ 2: シンプルなサーバーを作成する

const express = require('express');
const bodyParser = require('body-parser');
const jwt = require('jsonwebtoken');
const crypto = require('crypto');

const app = express();
app.use(bodyParser.json());

const secret = crypto.randomBytes(64).toString('hex');

app.post('/login', (req, res) => {
  const { username, password } = req.body;

  // Authenticate user (dummy check for example)
  if (username === 'user' && password === 'pass') {
    const payload = { username };
    const token = jwt.sign(payload, secret, { algorithm: 'HS256', expiresIn: '1h' });
    res.json({ token });
  } else {
    res.status(401).json({ message: 'Invalid credentials' });
  }
});

app.get('/protected', (req, res) => {
  const token = req.headers['authorization'];

  if (!token) return res.status(403).json({ message: 'No token provided' });

  jwt.verify(token, secret, { algorithms: ['HS256'] }, (err, decoded) => {
    if (err) return res.status(500).json({ message: 'Failed to authenticate token' });

    res.json({ message: 'Access granted', user: decoded });
  });
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server running on port 3000');
});

安全な JWT 実装のベスト プラクティス:

• 強力なアルゴリズムを使用する: セキュリティを強化するには、HS256 よりも RS256 または ES256 を優先します。
• トークンの有効期限を検証する: 常に exp クレームをチェックして、トークンの有効期限が切れていないことを確認します。
• シークレットを安全に保存: 秘密キーを環境変数や安全な保管庫などの安全な場所に保管します。
• 適切なエラー処理を実装する: 攻撃者を助ける可能性のある機密エラー メッセージの公開を避けます。
• HTTPS を使用する: トークンの傍受を防ぐために、すべての通信が HTTPS 経由であることを確認します。

結論：

JWT の脆弱性を理解し、軽減することは、アプリケーションのセキュリティを維持するために重要です。ベスト プラクティスに従い、JWT を適切に処理することで、トークンの偽造やデータ操作を防止し、堅牢な API セキュリティを確保できます。

JWT の脆弱性から保護するためのベスト プラクティスを実装して、今すぐ API を保護してください。