JWT 的解析与签名、声明校验

目标

手动拆解 JWT、验证签名并检查 claim，从而理解库替你完成的工作究竟是什么。

为什么重要

JWT 验证通常只需一行库调用，因此很容易在不了解内部原理的情况下略过。但如果那一行的选项配置错误，就会悄无声息地产生漏洞。典型例子是没有启用 aud 检查时，同一认证服务器为其他 API 签发的令牌也能通过本 API。若不验证 alg，现实中还曾发生过利用 none 算法使无签名令牌通过的事故。本实验最后测量的数字也很重要：introspection 每次请求都需要一次网络往返，而本地验证只是 CPU 运算。如果十个微服务分别询问，认证服务器就会成为瓶颈。因此实际工作中通常将访问令牌寿命设为 5～15 分钟，并使用本地验证。这是一种把撤销生效延迟限制为令牌寿命的权衡。

步骤

使用 /root/kc/wait.sh 等待 http://127.0.0.1:8080/realms/master 返回 200，最长等待 180 秒。在 /root/kc/ready.txt 中写入 ready_seconds=<정수>。
使用 /opt/fixtures/kc/realm-info.env 中的值签发令牌，只把访问令牌以单行保存到 /root/kc/token.txt。它必须是包含 2 个点的字符串。
使用 /root/kc/decode.py 将 header 保存到 /root/kc/header.json，payload 保存到 /root/kc/claims.json。两者都必须是有效 JSON。
在 /root/kc/claimcheck.txt 中写入 iss=<값> aud=<값> sub=<값> exp_in=<남은초>。exp_in 必须大于 0。
从 http://127.0.0.1:8080/realms/labhub/protocol/openid-connect/certs 获取 JWKS，将与 header 中 kid 匹配的 key 保存到 /root/kc/jwk.json。kty 必须是 RSA。
使用 /root/kc/verify.py 验证签名，并在 /root/kc/verify.out 中写入 signature=valid alg=<값>。
使用 payload 被篡改的令牌进行相同验证，并在 /root/kc/tamper.out 中写入 signature=invalid。

参考

Base64URL 解码时补齐 padding：s + '=' * (-len(s) % 4)
签名对象就是 <header_b64>.<payload_b64> 这一原始字符串。
ID token 与 access token 不同。调用 API 时使用 access token。
常见错误 1：不检查 aud，导致为其他 API 签发的令牌也能通过。
常见错误 2：不检查 header 中的 alg，为 none 算法绕过留下通道。

等待 Keycloak 准备就绪

使用 /root/kc/wait.sh 等待 http://127.0.0.1:8080/realms/master 返回 200，最长等待 180 秒。在 /root/kc/ready.txt 中写入 ready_seconds=<정수>。

由于使用 JVM，启动较慢。请用循环轮询就绪状态，并留出充足的最长等待时间。

签发令牌

使用 /opt/fixtures/kc/realm-info.env 中的值签发令牌，只把访问令牌以单行保存到 /root/kc/token.txt。它必须是包含 2 个点的字符串。

预先导入的 realm 信息位于 /opt/fixtures/kc/realm-info.env。向令牌端点发送表单数据。

解码 header 与 payload

使用 /root/kc/decode.py 将 header 保存到 /root/kc/header.json，payload 保存到 /root/kc/claims.json。两者都必须是有效 JSON。

它们是由点分隔的三个片段中的前两个。Base64URL 可能没有 padding，因此需要补齐。

检查必要 claim

在 /root/kc/claimcheck.txt 中写入 iss=<값> aud=<값> sub=<값> exp_in=<남은초>。exp_in 必须大于 0。

分别检查 issuer、audience、expiration 和 subject。遗漏任何一个都会留下漏洞。

从 JWKS 中寻找签名 key

从 http://127.0.0.1:8080/realms/labhub/protocol/openid-connect/certs 获取 JWKS，将与 header 中 kid 匹配的 key 保存到 /root/kc/jwk.json。kty 必须是 RSA。

通过 header 中的 key identifier 从列表中选择。轮换期间可能同时存在多个 key。

验证签名

使用 /root/kc/verify.py 验证签名，并在 /root/kc/verify.out 中写入 signature=valid alg=<값>。

签名对象是用点连接 header 和 payload 得到的字符串，而不是解码后的 JSON。

确认篡改令牌会被拒绝

使用 payload 被篡改的令牌进行相同验证，并在 /root/kc/tamper.out 中写入 signature=invalid。

即使只修改 payload 中一个字符，签名也应失效。