JWT 驗證不再困惑

JWT 究竟是什麼

JWT（JSON Web Token）是一種精簡且 URL 安全的傳遞聲明（claims）的方式。它不是神奇的安全解決方案，而是一種 token 格式：由三個以點（.）分隔的 base64url 編碼片段組成（header.payload.signature）。

header: {"alg":"HS256","typ":"JWT"}
payload: {"sub":"user123","iat":1700000000}
signature: HMACSHA256(base64url(header)+"."+base64url(payload), secret)

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常見錯誤：把 JWT 存放在 localStorage

不要這麼做。localStorage 可透過 JavaScript 存取（XSS）。如果攻擊者注入腳本，就能竊取你的 token。請改用 httpOnly cookie。Cookie 會隨請求自動傳送，且無法被 JS 讀取。

// Bad: vulnerable to XSS
localStorage.setItem('token', jwt);

// Better: httpOnly cookie (set by server)
Set-Cookie: token=<jwt>; HttpOnly; Secure; SameSite=Strict

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如何實作 JWT 驗證（實務做法）

1. 登入端點以 Cookie 發出 JWT

app.post('/login', (req, res) => {
  const { username, password } = req.body;
  const user = authenticate(username, password);
  if (!user) return res.status(401).send('Invalid credentials');

  const token = jwt.sign(
    { sub: user.id, role: user.role },
    process.env.JWT_SECRET,
    { expiresIn: '15m' }
  );

  res.cookie('token', token, {
    httpOnly: true,
    secure: true,
    sameSite: 'strict',
    maxAge: 15 * 60 * 1000
  });
  res.json({ message: 'Logged in' });
});

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2. 中介軟體在每次請求時驗證 token

function authMiddleware(req, res, next) {
  const token = req.cookies.token;
  if (!token) return res.status(401).send('No token');

  try {
    const decoded = jwt.verify(token, process.env.JWT_SECRET);
    req.user = decoded;
    next();
  } catch (err) {
    return res.status(403).send('Invalid token');
  }
}

app.get('/protected', authMiddleware, (req, res) => {
  res.json({ user: req.user });
});

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3. 使用 refresh token 延長會話

Access token 存活時間很短（15 分鐘）。請使用 refresh token（存活時間較長，存放在另一個 httpOnly cookie 中），在不重新輸入憑證的情況下取得新的 access token。

app.post('/refresh', (req, res) => {
  const refreshToken = req.cookies.refreshToken;
  if (!refreshToken) return res.status(401).send('No refresh token');

  try {
    const decoded = jwt.verify(refreshToken, process.env.REFRESH_SECRET);
    const newAccessToken = jwt.sign(
      { sub: decoded.sub },
      process.env.JWT_SECRET,
      { expiresIn: '15m' }
    );
    res.cookie('token', newAccessToken, { httpOnly: true, secure: true, sameSite: 'strict' });
    res.json({ message: 'Token refreshed' });
  } catch (err) {
    return res.status(403).send('Invalid refresh token');
  }
});

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JWT 無法解決的問題

• CSRF：若使用 cookie，需搭配 CSRF 保護。建議使用 SameSite=Strict 或 CSRF token。
• Token 撤銷：JWT 是無狀態的。除非維護黑名單（這會破壞無狀態特性），否則無法撤銷單一 token。登出時，請在伺服器端清除 cookie 或使用較短的過期時間。
• Payload 竄改：簽章可確保完整性。未驗證簽章前，請勿信任 payload。

常見陷阱

• 將金鑰寫死在程式碼中：請使用環境變數。
• 使用弱金鑰：請使用長且隨機的字串（例如 openssl rand -hex 64）。
• 未驗證演算法：若伺服器接受 'none' 演算法，攻擊者即可偽造 token。請務必指定允許的演算法。

// Explicitly set algorithms
jwt.verify(token, secret, { algorithms: ['HS256'] });

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摘要

JWT 是一種工具，而非萬靈丹。請使用 httpOnly cookie、短效 token、refresh token，並妥善實作 CSRF 防護。理解無狀態性與撤銷之間的取捨，保持簡單即可。