JWT là gì? Tìm hiểu chi tiết về JSON Web Token từ A - Z

Khám phá JWT là gì? Tìm hiểu lợi ích, hạn chế và cách sử dụng JWT hiệu quả trong các hệ thống phân tán microservices. Chi tiết trong bài viết sau đây.

Với sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ trực tuyến, việc đảm bảo an toàn cho thông tin người dùng và ngăn chặn các hành vi giả mạo trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. JSON Web Token (JWT) đã xuất hiện như một giải pháp hiệu quả và phổ biến để giải quyết vấn đề này. Vậy JWT là gì và tại sao nó lại được ưa chuộng như vậy? Cùng chúng tôi  tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây nhé.

1. JWT là gì?

JWT, viết tắt của JSON Web Token, là một tiêu chuẩn mở (RFC 7519) định dạng token dưới dạng JSON để truyền tải thông tin giữa các bên một cách an toàn và đáng tin cậy. JWT thường được sử dụng để xác thực và trao đổi thông tin trong các ứng dụng web. Một JWT bao gồm ba phần: Header, Payload và Signature, được mã hóa và gắn kết lại với nhau bằng dấu chấm (.).

JWT là gì?

2. Cấu trúc chi tiết của JWT

JWT có cấu trúc gồm ba phần chính:

  • Header:Phần đầu của JWT chứa thông tin về loại token và thuật toán mã hóa được sử dụng, chẳng hạn như HMAC SHA256 hoặc RSA.

Ví dụ về Header:

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

  • Payload:Phần này chứa các claims (yêu cầu) – những thông tin được mã hóa trong token. Claims có thể là các thông tin về người dùng (như ID, email) hoặcmetadata(như thời gian hết hạn).

Ví dụ về Payload:

{
"sub": "1234567890",
"name": "John Doe",
"admin": true
}
  • Signature:Phần cuối cùng này dùng để xác thực token. Signature được tạo ra bằng cách kết hợp mã hóa Header và Payload với một khóa bí mật. Điều này đảm bảo rằng token không bị thay đổi trong quá trình truyền tải.

Công thức tạo Signature:

HMACSHA256(

base64UrlEncode(header) + "." +

base64UrlEncode(payload),

secret)

Cấu trúc chi tiết của JWT

3. Cách thức hoạt động của JWT là gì?

JWT hoạt động dựa trên quy trình tạo, gửi và xác thực như sau:

  • Tạo JWT:Khi người dùng đăng nhập, server sẽ xác thực thông tin đăng nhập và tạo ra một JWT chứa các thông tin cần thiết. JWT này sau đó được gửi lại cho người dùng.
  • Gửi JWT:Sau khi tạo ra JWT, server sẽ gửi token này về phía client (trình duyệt hoặc ứng dụng di động). Client sẽ lưu trữ JWT, thường là trong localStorage hoặc cookie. Khi người dùng thực hiện các yêu cầu tiếp theo đến server, JWT sẽ được gửi kèm trong header của yêu cầu HTTP (thường là Authorization header với giá trị "Bearer <token>").
  • Xác Thực JWT:Khi server nhận được yêu cầu từ client kèm theo JWT, server sẽ thực hiện các bước sau để xác thực token:
    • Tách JWT:Tách JWT thành ba phần: Header, Payload, và Signature.
    • Giải mã Header và Payload:Giải mã hai phần này để đọc thông tin chứa trong đó.
    • Xác thực Signature:Sử dụng thuật toán mã hóa đã chỉ định trong Header và khóa bí mật để xác thực chữ ký của token. Nếu chữ ký hợp lệ, nghĩa là token không bị giả mạo.
    • Kiểm tra các claims:Kiểm tra các thông tin trong Payload, chẳng hạn như thời gian hết hạn (exp), để đảm bảo token vẫn còn hiệu lực và người dùng có quyền truy cập tài nguyên yêu cầu.
Cách thức hoạt động của JWT là gì?

4. Ứng dụng của JWT là gì?

JWT được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cụ thể như:

  • Xác thực người dùng:JWT thường được sử dụng trong quá trình đăng nhập và xác thực người dùng trong các ứng dụng web.
  • Trao đổi thông tin an toàn:JWT cho phép truyền tải thông tin giữa các dịch vụ web một cách an toàn, đảm bảo tính toàn vẹn và xác thực.
  • Hệ thống phân tán và microservices:Trong các hệ thống này, JWT giúp quản lý và xác thực các yêu cầu giữa các dịch vụ độc lập.

5. Lợi ích khi sử dụng JWT

JWT mang lại nhiều lợi ích, bao gồm:

  • Bảo mật cao: JWT sử dụng chữ ký số mạnh mẽ (như HMAC SHA256) để đảm bảo tính toàn vẹn và xác thực của thông tin.
  • Độc lập với máy chủ (Stateless): Tất cả thông tin xác thực được lưu trữ trong token, không cần lưu trữ trên server, giúp giảm tải và tăng hiệu suất.
  • Tính di động cao: JWT dễ dàng truyền tải giữa các hệ thống và dịch vụ khác nhau, phù hợp với kiến trúc phân tán microservices.
  • Dễ dàng sử dụng: Định dạng JSON của JWT dễ đọc, dễ tạo và phân tích, với nhiều thư viện hỗ trợ trên nhiều ngôn ngữ lập trình.
  • Tích hợp với hệ thống hiện đại: Phù hợp với OAuth 2.0, OpenID Connect, và các dịch vụ API RESTful.
  • Tiết kiệm băng thông: Kích thước nhỏ gọn, tiết kiệm băng thông khi truyền tải qua mạng.
  • Dễ dàng mở rộng: Linh hoạt trong việc thêm hoặc sửa đổi claims theo nhu cầu của ứng dụng.
  • Hỗ trợ Single Sign-On (SSO): Phù hợp cho SSO, giúp người dùng đăng nhập một lần và sử dụng nhiều dịch vụ mà không cần đăng nhập lại.
Lợi ích khi sử dụng JWT

6. Hạn chế của JWT là gì?

Mặc dù có nhiều lợi ích, JWT cũng có một số hạn chế nhất định như:

  • Rủi ro bảo mật:Nếu token bị đánh cắp, kẻ tấn công có thể truy cập vào các tài nguyên bảo vệ. Do đó, việc bảo vệ token là cực kỳ quan trọng.
  • Kích thước lớn:JWT có thể khá lớn nếu chứa nhiều thông tin, ảnh hưởng đến băng thông và hiệu suất.
  • Cơ chế làm mới token:JWT có thời gian hoạt động cố định, cần có cơ chế làm mới để duy trì phiên làm việc lâu dài.

Kết Luận

JWT là một công cụ mạnh mẽ và hiệu quả trong việc xác thực và bảo mật thông tin trong các ứng dụng web. Với cấu trúc đơn giản, khả năng tự chứa thông tin và tính bảo mật cao, JWT đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho nhiều nhà phát triển. Tuy nhiên, việc sử dụng JWT cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn và hiệu quả tối đa. Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ hơnJWT là gìvà áp dụng hiệu quả trong các dự án của mình.