JSON Web Token (JWT)

JSON Web Token (JWT) 定義

JSON Web Token (JWT)は、情報をJSONオブジェクトとして当事者間で安全に伝送するためのオープンスタンダードです。ユーザーの認証やクライアントとサーバー間での情報の安全な伝送によく使用されます。

主要概念

• トークンベースの認証: JSON Web Tokensは、トークンを使用してリソースへのアクセスを認証し、許可するトークンベースの認証の一種です。これにより、ユーザー名とパスワードのような従来の方法が不要になります。

JSON Web Token (JWT) の動作原理

ユーザーがログインすると、サーバーはJWTを生成し、ヘッダー、ペイロード、署名の3つの部分で構成されます。

ヘッダー

ヘッダーには通常、トークンの種類やそのセキュリティを担保するために使用される暗号化アルゴリズムが含まれています。ヘッダーはBase64Urlでエンコードされます。

ペイロード

ペイロードにはクレームが含まれており、ユーザーに関する主張や追加データが記載されています。クレームには、ユーザーID、ユーザー名、役割、およびその他の関連データが含まれることがあります。ペイロードもBase64Urlでエンコードされます。

署名

署名は、ヘッダー、ペイロード、およびヘッダーで指定されたアルゴリズムを使用してエンコードされた秘密鍵によって作成されます。これにより、トークンの整合性が保たれ、サーバーがその真正性を確認できます。署名は、エンコードされたヘッダーとペイロードに付加され、完全なJWTが形成されます。

JWTが作成されると、それはクライアントに送信され、クライアントはそれを保存し、後続のリクエストと共に送信します。クライアントは通常、HTTPリクエストのAuthorizationヘッダーでJWTをBearerトークンとして含めます。

JWTを受け取ると、サーバーは秘密鍵を用いてその署名を検証します。署名が有効であれば、サーバーはヘッダーとペイロードの情報をデコードしてユーザー認証を行います。JWT内の情報は、データベースを照会したり追加の認証チェックを行うことなくサーバーが信頼できるため、JWTは効率的でスケーラブルな認証メカニズムとなります。

JSON Web Token (JWT) の利点

• ステートレス: 従来のセッションベースの認証とは異なり、JWTはステートレスです。これにより、サーバーが各ユーザーのセッション情報を保存する必要がなくなり、複数のサーバー間でリクエストをスケールおよび分散させるのが容易になります。
• クロスドメインおよびクロスプラットフォームの互換性: JSON Web Tokensは、異なるドメインやプラットフォームで使用することができ、柔軟な認証ソリューションとなります。
• セキュリティの向上: JWTはデジタル署名され、暗号化することができ、送信データの整合性と機密性を保証します。
• 分散型の認可: JWTを用いることで、トークン内のクレームを検査して許可の判断ができ、ユーザーの権限を確認するための頻繁なデータベースクエリが不要になります。

防止のヒント

• JWTの署名に使用される秘密鍵を守ります。それが不正に開示されることは絶対に避けます。
• 適切な暗号化と安全な伝送プロトコル（たとえばHTTPS）を使用し、JWTの改ざんまたは通信中の傍受を防ぎます。
• クライアント側でJWTを安全に保存するための対策を実装し、セキュアストレージメカニズムや適切な暗号化を使用します。

トークン認証についての詳細

トークン認証は、ユーザー名とパスワードの代わりにアクセストークンを使用してリソースにアクセスする認証方法です。このトークンは通常、認証サーバーによって発行され、各リクエストと共に認証の証拠として送信されます。トークンベースの認証は、従来のユーザー名とパスワードによる認証に比べていくつかの利点があります：

• ステートレス: トークンは自己完結型で、認証に必要なすべての情報を保持します。これにより、サーバーが各ユーザーのセッション情報を保存する必要がなくなり、スケーラブルで効率的な認証メカニズムとなります。
• セキュリティ: トークンはデジタル署名され、暗号化されることができ、送信データの整合性と機密性を保証します。
• 詳細なアクセス制御: トークンには、ユーザーの権限や役割を記述する追加のクレームやメタデータを含めることができ、細かいアクセス制御が可能です。

OAuth 2.0

OAuth 2.0は、サードパーティアプリケーションがユーザーのリソースへの限定的なアクセスを取得できるようにするオープンスタンダードであり、認可フレームワークです。ユーザーが外部アプリケーションに対してサードパーティプラットフォーム上のデータへのアクセス許可を与えるためによく使用されます。OAuth 2.0は、JSON Web Tokens (JWT) に基づいて認証および認可を提供します。

OAuth 2.0には、リソースオーナー（リソースを所有するユーザー）、クライアント（サードパーティアプリケーション）、認可サーバー（アクセストークンを発行するサーバー）、およびリソースサーバー（保護されたリソースを保持するサーバー）など、いくつかの当事者が関与します。

OAuth 2.0フローの過程では、クライアントはリソースオーナーから認可グラントを取得します。クライアントは、このグラントを認可サーバーと交換してアクセストークンを取得します。アクセストークンは、リソースサーバー上の保護されたリソースにアクセスするために必要な情報を含むJWTです。このトークンは、その後クライアントによってユーザーのリソースにアクセスするために使用されます。

OAuth 2.0とJWTsを使用することにより、アプリケーションは幅広いプラットフォーム上でユーザーデータへの安全かつ管理されたアクセスを提供できます。