JWT 详解：如何读取和验证 JSON Web Token

什么是 JWT？

JSON Web Token (JWT) 是一种紧凑的、URL 安全的令牌格式，用于在双方之间表示声明（断言）。根据 RFC 7519 定义，JWT 是现代 Web 应用中用于身份验证令牌、API 授权和安全信息交换的标准机制。

JWT 结构

一个 JWT 由三个 Base64URL 编码的部分组成，用点号分隔：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiJ1c2VyMTIzIiwibmFtZSI6IkFsaWNlIiwiaWF0IjoxNzAwMDAwMDAwfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

标头 (Header)

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

指定令牌类型 (JWT) 和签名算法 (HS256 = HMAC-SHA256)。

载荷 (Payload / Claims)

{
  "sub": "user123",
  "name": "Alice",
  "email": "alice@example.com",
  "iat": 1700000000,
  "exp": 1700003600
}

签名 (Signature)

通过对编码后的标头和载荷使用密钥（或 RS256/ES256 的私钥）进行签名生成。

标准声明 (Standard Claims)

具有特殊含义的保留声明名称：

• iss (Issuer)：令牌的签发者
• sub (Subject)：令牌的主题（通常是用户 ID）
• aud (Audience)：令牌的接收方
• exp (Expiration)：令牌过期时间（Unix 时间戳）
• nbf (Not Before)：在此时间之前令牌无效
• iat (Issued At)：令牌签发时间
• jti (JWT ID)：令牌的唯一标识符

JWT 签名算法

对称算法 (共享密钥)

• HS256/HS384/HS512：使用 SHA-256/384/512 的 HMAC
• 签名和验证使用相同的密钥
• 简单但需要共享密钥

非对称算法 (公钥/私钥)

• RS256/RS384/RS512：使用 SHA-256/384/512 的 RSA

• 私钥签名，公钥验证

• 第三方无需签名密钥即可验证

• ES256/ES384/ES512：ECDSA（比 RSA 更高效）

• 相同安全级别下密钥尺寸更小

安全注意事项

"alg: none" 攻击

早期的 JWT 库在 alg 设置为 "none" 时接受未签名的令牌。始终验证算法标头并拒绝意外的算法。

密钥强度

对于 HS256，至少使用 256 位的随机熵。切勿使用弱密钥，如 "secret" 或 "password"。在 Node.js 中使用 crypto.randomBytes(32)。

令牌存储

• localStorage：JavaScript 可访问，易受 XSS 攻击
• HttpOnly cookies：JavaScript 不可访问，可防御 XSS，但需要 CSRF 保护
• 推荐：HttpOnly、Secure、SameSite=Strict 的 cookie

令牌撤销挑战

JWT 是无状态的——服务器不跟踪哪些令牌有效。一旦签发，JWT 在过期前一直有效。解决方法：

• 短过期时间（15 分钟）
• 令牌黑名单（破坏无状态性）
• 刷新令牌轮换

JWT 在身份验证流程中的应用

1. 用户使用凭据登录
2. 服务器验证凭据
3. 服务器使用密钥创建签名的 JWT
4. JWT 返回给客户端
5. 客户端在后续请求的 Authorization 标头中发送 JWT
6. 服务器验证 JWT 签名和声明
7. 如果有效，处理请求

Authorization: Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9...

使用 JWT 解析器工具

我们的工具：

1. 粘贴任意 JWT — 立即解码并显示
2. 显示所有三个部分 — 分别显示标头、载荷和签名
3. 声明解释 — 时间戳以人类可读的日期显示
4. 验证状态 — 检查令牌是否过期
5. 算法识别 — 显示使用的签名算法
6. 复制部分 — 提取标头或载荷为 JSON

用于调试身份验证问题、在开发过程中理解 JWT 内容以及验证令牌结构和声明。