如何解码 JWT Token：结构与安全

什么是 JWT Token？

JSON Web Token（JWT，读作”jot”）是一种开放标准（RFC 7519），用于在各方之间安全地传输信息。JWT 在现代 Web 应用中被广泛用于身份认证和授权。它具有紧凑、URL 安全、自包含的特点——所有必要信息都存储在令牌本身之中。

一个 JWT 看起来像这样：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

注意两个点号（.）将令牌分成了三个不同的部分。

JWT 的三个组成部分

头部通常包含两个字段：令牌类型和签名算法。

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

这段 JSON 经过 Base64URL 编码后形成令牌的第一部分。常见算法包括：

HS256：使用 SHA-256 的 HMAC（对称加密）
RS256：使用 SHA-256 的 RSA 签名（非对称加密）
ES256：使用 P-256 曲线和 SHA-256 的 ECDSA

2. 载荷（Payload）

载荷包含声明（Claims）——关于实体（通常是用户）的陈述和附加数据。

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "iat": 1516239022
}

注册声明包括：

声明	名称	描述
`iss`	签发者	谁签发了令牌
`sub`	主题	令牌所代表的用户
`aud`	受众	令牌的预期接收者
`exp`	过期时间	令牌何时过期
`nbf`	生效时间	令牌何时开始生效
`iat`	签发时间	令牌何时签发
`jti`	JWT ID	令牌的唯一标识符

你可以添加任何自定义声明，但要避免在载荷中放置敏感数据——它不是加密的。

3. 签名（Signature）

签名用于验证令牌是否被篡改。对于 HS256：

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload),
  secret
)

签名确保了完整性，但不提供保密性。头部和载荷只是编码，并非加密。

解码 JWT

解码 JWT 非常简单，因为头部和载荷只是 Base64URL 编码的 JSON：

function decodeJWT(token) {
  const parts = token.split('.');
  if (parts.length !== 3) {
    throw new Error('无效的 JWT 格式');
  }

  const header = JSON.parse(atob(parts[0].replace(/-/g, '+').replace(/_/g, '/')));
  const payload = JSON.parse(atob(parts[1].replace(/-/g, '+').replace(/_/g, '/')));

  return { header, payload };
}

// 使用示例
const token = 'eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c';
const decoded = decodeJWT(token);
console.log(decoded.header);  // { alg: "HS256", typ: "JWT" }
console.log(decoded.payload); // { sub: "1234567890", name: "John Doe", iat: 1516239022 }

更快捷的方式是使用 CodeKit 上的 JWT 解码器工具，粘贴令牌即可在浏览器中即时解码和检查。

安全最佳实践

永远不要在载荷中存储敏感数据

由于载荷只是 Base64URL 编码，任何截获令牌的人都能读取其内容。绝不要在 JWT 声明中存储密码、身份证号或其他敏感信息。

始终验证签名

不验证签名就解码 JWT 是危险的。攻击者可以修改载荷并重新编码。始终使用相应的密钥或公钥验证签名：

// 在 Node.js 中使用 jsonwebtoken 库
const jwt = require('jsonwebtoken');
const decoded = jwt.verify(token, 'your-secret-key');
// 如果签名无效，会抛出错误

设置合理的过期时间

始终包含 exp 声明，并保持较短的过期时间。访问令牌通常应在 15–30 分钟后过期。使用有效期更长的刷新令牌来获取新的访问令牌。

使用 HTTPS

始终通过 HTTPS 传输 JWT。通过明文 HTTP 发送的令牌可能被网络上的任何人截获。

安全存储令牌

浏览器：将令牌存储在内存或 httpOnly Cookie 中，不要存储在 localStorage（容易受到 XSS 攻击）
移动端：使用平台的安全存储（iOS 的 Keychain，Android 的 EncryptedSharedPreferences）

选择合适的算法

HS256 更简单，但需要与所有方共享密钥
RS256 更适合分布式系统——签名密钥是私有的，验证密钥是公开的

常见陷阱

“None” 算法攻击：某些 JWT 库接受 {"alg": "none"}，这会绕过签名验证。务必显式验证算法。
通过 URL 泄露令牌：避免将令牌放在 URL 参数中——它们可能被代理和服务器记录。改用 Authorization 头。
无法撤销令牌：JWT 本质上是无状态的，撤销比较困难。考虑维护令牌黑名单或使用短过期时间。

总结

JWT 是现代 Web 应用中身份认证和授权的强大工具。理解其三段结构有助于调试问题并安全地实现它们。记住：解码是为了检查，验证才是为了信任。

想快速检查 JWT 令牌？试试 CodeKit 上的 JWT 解码器——粘贴令牌即可查看解码后的头部和载荷。