로그인한 후 서버는 이후의 각 요청이 실제로 귀하로부터 온 것인지 어떻게 알 수 있습니까? 인기 있는 답변 중 하나는 JSON 웹 토큰, 즉 JWT이며 일반적으로 “jot”로 발음됩니다. 클라이언트가 각 요청과 함께 보내는 작은 서명된 데이터 조각이며 서버는 데이터베이스를 건드리지 않고도 이를 확인할 수 있습니다.

JWT를 이해하는 가장 빠른 방법은 JWT를 구축한 다음 이를 깨뜨리는 것입니다. Python 3.13에서 Python의 표준 라이브러리만 사용하여 이 작업을 수행했으며 아래 출력은 해당 실행에서 나온 것입니다. 학습용 코드입니다. 실제 애플리케이션에서는 검증 내용이 틀리기 쉽기 때문에 잘 관리된 라이브러리를 사용하세요.

JWT란 무엇입니까?

JWT는 두 당사자 간에 클레임을 압축 문자열로 전달하기 위해 RFC 7519에 정의된 개방형 표준입니다. 클레임은 “이 사용자의 ID는 42입니다”와 같은 간단한 설명입니다. 토큰이 서명되었으므로 수신자는 토큰을 발행한 사람이 누구인지, 누구도 변경하지 않았는지 확인할 수 있습니다.

축제용 손목밴드를 생각해 보세요. 게이트 직원이 티켓을 한 번 확인하고 위조가 어려운 밴드를 줍니다. 그 이후에는 각 매표소에서 매표소에 전화할 필요 없이 밴드만 바라볼 수 있다. JWT는 API와 거의 동일한 방식으로 작동합니다.

JWT 로그인 작동 방식

1. 사용자는 로그인 엔드포인트에 사용자 이름과 비밀번호를 보냅니다.
2. 서버는 이를 확인하고 서명된 토큰을 생성합니다.
3. 클라이언트는 토큰을 저장합니다.
4. 이후의 각 요청에는 일반적으로 헤더 Authorization: Bearer <token>에 포함됩니다.
5. 서버는 서명과 만료를 확인한 다음 클레임을 읽습니다.

가장 큰 이점은 5단계에 있습니다. 서버는 세션을 조회할 필요가 없으므로 많은 서비스나 서버가 동일한 토큰을 확인해야 할 때 편리합니다. API를 처음 사용하는 경우 API란 무엇입니까부터 시작하세요.

JWT의 세 부분

JWT는 임의의 텍스트처럼 보이지만 점으로 구분된 세 개의 Base64URL 인코딩 섹션입니다. 다음은 우리가 생성한 것입니다:

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9
.eyJzdWIiOiI0MiIsInJvbGUiOiJ1c2VyIiwiaWF0IjoxNzkzNTAwMDAwLCJleHAiOjE3OTM1MDA5MDB9
.7YfUDH_T-iDh8bMmUT8mmKYwOstzT8Ty--DTTAmQGWM

읽기 쉽도록 줄 바꿈을 추가했습니다. 처음 두 부분을 디코딩하면 일반 JSON이 제공됩니다.

Header:  {"alg":"HS256","typ":"JWT"}
Payload: {"sub":"42","role":"user","iat":1793500000,"exp":1793500900}

표준 주장

role과 같은 사용자 정의 클레임을 추가할 수도 있습니다. 시간은 Unix 타임스탬프(초)입니다. 토큰은 모든 요청과 함께 이동하므로 페이로드를 작게 유지하십시오.

직접 만들어 보세요

토큰을 생성하려면 두 개의 JSON 부분을 인코딩한 다음 HMAC-SHA256을 사용하여 비밀로 서명해야 합니다.

import base64, hashlib, hmac, json

SECRET = b"demo-secret-do-not-use-in-production"

def b64url(data):
    return base64.urlsafe_b64encode(data).rstrip(b"=").decode()

def sign(message):
    return b64url(hmac.new(SECRET, message.encode(), hashlib.sha256).digest())

def create_token(payload):
    header = {"alg": "HS256", "typ": "JWT"}
    parts = [
        b64url(json.dumps(header, separators=(",", ":")).encode()),
        b64url(json.dumps(payload, separators=(",", ":")).encode()),
    ]
    message = ".".join(parts)
    return message + "." + sign(message)

확인은 서명을 다시 계산하고 이를 토큰의 서명과 비교하여 작동합니다. 비밀을 가진 사람만이 일치하는 비밀을 생성할 수 있습니다.

def verify_token(token, now):
    header, payload, signature = token.split(".")
    expected = sign(header + "." + payload)
    if not hmac.compare_digest(signature, expected):
        raise ValueError("bad signature")
    claims = json.loads(b64url_decode(payload))
    if claims["exp"] < now:
        raise ValueError("token expired")
    return claims

유효한 토큰이 예상대로 클레임을 반환했습니다. compare_digest은 일정한 시간으로 실행되기 때문에 사용되며, 이는 타이밍 차이로 인한 정보 유출을 방지합니다.

조작해 보세요

공격자가 페이로드를 디코딩하고 "role":"user"을 "role":"admin"로 변경한 후 다시 인코딩하고 이전 서명을 유지한다고 가정합니다. 우리는 두 가지 다른 공격과 함께 이것을 시도했습니다.

그 마지막 시도는 실제 역사적 약점을 겨냥한 것입니다. 일부 라이브러리는 한때 토큰 자체 헤더를 신뢰했기 때문에 공격자는 서명이 필요하지 않다고 간단히 선언할 수 있었습니다. 우리 코드는 항상 하나의 고정 알고리즘을 사용하므로 거부되었습니다. 실제 라이브러리에서는 항상 허용하는 알고리즘을 지정하십시오.

암호화되지 않고 서명됨

이것이 JWT에 대해 가장 오해되는 점입니다. 위조된 토큰이 거부되었지만 그 내용은 여전히 완벽하게 읽을 수 있었습니다.

{"sub":"42","role":"admin","iat":1793500000,"exp":1793500900}

Base64URL은 암호화가 아닌 인코딩이며 누구나 키 없이도 되돌릴 수 있습니다. 서명은 사람들이 데이터를 변경하는 것을 막지만 데이터를 읽는 것을 막지는 못합니다. 따라서 JWT 페이로드에 비밀번호, 카드 번호 또는 개인 개인 데이터를 넣지 마십시오. 콘텐츠를 숨겨야 하는 경우 암호화된 토큰(JWE)을 사용하거나 데이터를 서버에 보관하세요.

HS256 대 RS256

비대칭 서명을 사용하면 다른 서비스에서 자체 토큰을 발행하지 않고도 토큰을 확인할 수 있으므로 토큰이 손상될 경우 피해가 제한됩니다.

JWT 대 세션

JWT는 종종 세션을 현대적으로 대체하는 것으로 제시됩니다. 실제로는 각각 장단점이 있습니다.

전통적인 서버 렌더링 웹사이트의 경우 세션 쿠키가 더 간단하고 안전한 경우가 많습니다. JWT는 여러 서비스 또는 모바일 클라이언트에서 사용되는 API에 더 적합한 경향이 있습니다.

브라우저에서 토큰을 저장하는 위치

많은 보안 가이드에서는 웹 앱용 HttpOnly, Secure, SameSite 쿠키를 선호합니다. 어느 쪽을 선택하든 항상 HTTPS를 사용하세요. JavaScript에서 토큰을 보내려면 JavaScript Fetch API 튜토리얼을 참조하세요.

새로 고침 토큰

만료 시간이 짧으면 도난당한 토큰으로 인한 피해가 제한되지만 누구도 15분마다 로그인하고 싶어하지 않습니다. 일반적인 솔루션은 두 개의 토큰을 사용합니다.

• 액세스 토큰: 분 단위로 수명이 짧으며 모든 API 요청과 함께 전송됩니다.
• 새로 고침 토큰: 수명이 더 길고 더 주의 깊게 저장되며 새 액세스 토큰을 얻는 데에만 사용됩니다.

서버는 새로 고침 토큰을 추적하여 이를 취소할 수 있으며 이를 통해 실질적인 로그아웃이 가능합니다. 사용할 때마다 토큰을 교체하면 도난당한 오래된 토큰이 재생되기 때문에 도난을 감지하는 데도 도움이 됩니다.

일반적인 보안 실수

• 검증 없이 디코딩합니다. 페이로드를 읽는다고 해서 신뢰할 수 있는 것은 아닙니다. 항상 서명을 확인하세요.
• 모든 알고리즘을 수락합니다. 허용되는 알고리즘의 명시적인 목록을 설정합니다.
• 약한 비밀을 사용합니다. 짧은 비밀은 오프라인에서 해독될 수 있습니다. 긴 임의의 값을 사용하고 소스 제어에서 제외하십시오.
• 만료 건너뛰기. exp가 없는 토큰은 도난당해도 영원히 사용할 수 있습니다.
• iss와 aud을 확인하지 않음. 그렇지 않으면 한 서비스에 대해 발행된 토큰이 다른 서비스에서 승인될 수 있습니다.
• 부실 소유권 주장을 신뢰합니다. 토큰 내부의 역할은 만료될 때까지 최신 상태가 아닐 수 있습니다.
• 로깅 토큰. 로그를 읽는 사람은 누구나 이를 재사용할 수 있습니다.
• 실패 경로를 테스트하지 않습니다. 유효한 토큰뿐만 아니라 만료되고 수정된 토큰에 대한 테스트를 추가합니다. Postman을 사용한 API 테스트 가이드가 도움이 될 수 있습니다.

마무리

JWT는 비밀 컨테이너나 세션에 대한 자동 업그레이드가 아닌 조회 없이 서버가 신뢰할 수 있는 서명된 데이터입니다. 짧은 만료를 사용하고, 유지 관리되는 라이브러리로 모든 것을 확인하고, 개인 데이터를 페이로드에서 제외하세요. 직접 확인하려면 우리와 같은 작은 스크립트를 실행하고 토큰의 한 문자를 변경한 후 확인 실패를 확인하세요.

자주 묻는 질문

계속 학습하세요