JWT安全漏洞与防护（实战进阶篇）

字数 1410 2025-11-17 15:03:55

JWT安全漏洞与防护（实战进阶篇）

知识点描述
JWT（JSON Web Token）是一种开放标准（RFC 7519），用于在各方之间安全传输信息。其结构分为头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature）三部分，通过签名验证令牌的完整性。然而，错误实现或配置可能导致严重安全漏洞，如算法混淆、密钥泄露、无效签名验证等。本主题将深入分析JWT实战中的高级漏洞场景及防护措施。

解题过程循序渐进讲解

JWT基础结构回顾
- 头部（Header）：包含令牌类型（如"JWT"）和签名算法（如HS256、RS256）。示例：
```
{"alg": "HS256", "typ": "JWT"}
```
- 载荷（Payload）：存放实际数据（如用户ID、权限），分标准声明（如exp过期时间）和自定义声明。
- 签名（Signature）：对头部和载荷的Base64URL编码字符串拼接后，使用密钥和指定算法生成签名，防止篡改。
关键漏洞场景与攻击手法
- 算法混淆攻击（Algorithm Confusion）
  - 原理：攻击者将算法从非对称（如RS256）改为对称（如HS256），利用公钥作为密钥伪造签名。
  - 攻击步骤：
    1. 获取服务器公钥（可能通过信息泄露或端点暴露）；
    2. 修改JWT头部为{"alg": "HS256", "typ": "JWT"}；
    3. 使用公钥作为HS256的密钥，生成新签名；
    4. 发送篡改后的JWT绕过验证。
  - 防护：代码中强制指定预期算法（如JWT.verify(token, key, ["RS256"])），而非依赖令牌内的算法字段。
- 无效签名验证（None Algorithm）
  - 原理：部分库支持alg: "none"，允许无签名令牌。攻击者删除签名部分，诱使服务器跳过验证。
  - 防护：禁用none算法，并验证签名是否存在。
- 密钥泄露与弱密钥
  - 场景：硬编码弱密钥（如"password"）或密钥通过不安全渠道传输。
  - 攻击：爆破常见密钥（使用工具如jwt_tool）或利用泄露密钥伪造令牌。
  - 防护：使用强随机密钥，定期轮换，避免硬编码。
- 载荷篡改（如Kid注入）
  - 原理：kid（密钥ID）参数可能用于从文件系统或数据库加载密钥。若未过滤，攻击者可注入路径（如"kid": "../../public/key.pem"）或SQL语句。
  - 防护：严格校验kid值，限制为白名单标识符。

实战漏洞利用示例

案例：通过Kid参数进行路径遍历
1. 原始JWT载荷：
```
{"user": "admin", "kid": "default_key"}
```
2. 修改kid为"../../../etc/passwd"，服务器可能误用该文件内容作为验证密钥，导致签名绕过。

防护代码示例（Node.js）：

jwt.verify(token, key, { algorithms: ["RS256"] }, (err, decoded) => {
  if (err) throw new Error("Invalid token");
  // 校验kid是否在白名单内
  if (!validKids.includes(decoded.header.kid)) reject();
});

深度防护策略
- 最佳实践：
  - 使用非对称算法（如RS256）避免密钥共享风险。
  - 设置短过期时间（如15分钟），结合刷新令牌机制。
  - 对敏感操作强制重新认证。
- 库选择：采用经过安全审计的库（如jsonwebtoken），并及时更新。
- 日志监控：记录JWT验证失败事件，检测异常活动（如频繁算法变更）。
测试与验证
- 工具辅助：使用jwt_tool或Burp Suite插件自动化测试算法混淆、签名绕过等漏洞。
- 代码审计：检查是否强制验证算法、是否合理处理kid和jku（JWK Set URL）参数。

通过以上步骤，可系统化识别和修复JWT实现中的安全隐患，确保令牌机制的可靠性和安全性。

JWT安全漏洞与防护（实战进阶篇）知识点描述 JWT（JSON Web Token）是一种开放标准（RFC 7519），用于在各方之间安全传输信息。其结构分为头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature）三部分，通过签名验证令牌的完整性。然而，错误实现或配置可能导致严重安全漏洞，如算法混淆、密钥泄露、无效签名验证等。本主题将深入分析JWT实战中的高级漏洞场景及防护措施。解题过程循序渐进讲解 JWT基础结构回顾头部（Header）：包含令牌类型（如"JWT"）和签名算法（如HS256、RS256）。示例：载荷（Payload）：存放实际数据（如用户ID、权限），分标准声明（如 exp 过期时间）和自定义声明。签名（Signature）：对头部和载荷的Base64URL编码字符串拼接后，使用密钥和指定算法生成签名，防止篡改。关键漏洞场景与攻击手法算法混淆攻击（Algorithm Confusion）原理：攻击者将算法从非对称（如RS256）改为对称（如HS256），利用公钥作为密钥伪造签名。攻击步骤：获取服务器公钥（可能通过信息泄露或端点暴露）；修改JWT头部为 {"alg": "HS256", "typ": "JWT"} ；使用公钥作为HS256的密钥，生成新签名；发送篡改后的JWT绕过验证。防护：代码中强制指定预期算法（如 JWT.verify(token, key, ["RS256"]) ），而非依赖令牌内的算法字段。无效签名验证（None Algorithm）原理：部分库支持 alg: "none" ，允许无签名令牌。攻击者删除签名部分，诱使服务器跳过验证。防护：禁用 none 算法，并验证签名是否存在。密钥泄露与弱密钥场景：硬编码弱密钥（如"password"）或密钥通过不安全渠道传输。攻击：爆破常见密钥（使用工具如 jwt_tool ）或利用泄露密钥伪造令牌。防护：使用强随机密钥，定期轮换，避免硬编码。载荷篡改（如Kid注入）原理： kid （密钥ID）参数可能用于从文件系统或数据库加载密钥。若未过滤，攻击者可注入路径（如 "kid": "../../public/key.pem" ）或SQL语句。防护：严格校验 kid 值，限制为白名单标识符。实战漏洞利用示例案例：通过Kid参数进行路径遍历原始JWT载荷：修改 kid 为 "../../../etc/passwd" ，服务器可能误用该文件内容作为验证密钥，导致签名绕过。防护代码示例（Node.js）：深度防护策略最佳实践：使用非对称算法（如RS256）避免密钥共享风险。设置短过期时间（如15分钟），结合刷新令牌机制。对敏感操作强制重新认证。库选择：采用经过安全审计的库（如 jsonwebtoken ），并及时更新。日志监控：记录JWT验证失败事件，检测异常活动（如频繁算法变更）。测试与验证工具辅助：使用 jwt_tool 或Burp Suite插件自动化测试算法混淆、签名绕过等漏洞。代码审计：检查是否强制验证算法、是否合理处理 kid 和 jku （JWK Set URL）参数。通过以上步骤，可系统化识别和修复JWT实现中的安全隐患，确保令牌机制的可靠性和安全性。