JWT 署名の検証方法: HS256、RS256、ES256

JWT 署名の検証方法

JWT はクレームを平文で保持します。偽造を防ぐ唯一の要素は署名です。検証がなければ、攻撃者は任意のトークンを生成して任意のユーザーになりすますことができます。このガイドでは、最も一般的な 3 つの JWT 署名アルゴリズムと、それぞれの検証方法について説明します。

検証プロセス

アルゴリズムに関係なく、JWT 署名の検証は同じ手順に従います:

1. トークンを . で分割して、ヘッダー、ペイロード、署名を抽出します。
2. ヘッダーを base64url デコードして alg フィールドを読み取ります。
3. アルゴリズムと鍵を使用して、ヘッダーとペイロードから署名を再計算します。
4. 再計算した署名をトークンの署名と比較します。
5. 一致すれば、トークンは本物です。

HS256（HMAC-SHA256）

HS256 は対称アルゴリズムです — 同じ秘密鍵が署名の作成と検証の両方に使用されます。

signature = HMACSHA256(
  base64urlEncode(header) + "." + base64urlEncode(payload),
  secret
)

検証するには、共有秘密鍵で HMAC を再計算して比較します:

Token:   header.payload.sig
Secret:  "my-shared-secret"

1. Compute: HMACSHA256("header.payload", "my-shared-secret")
2. Compare: computedSignature === sig

セキュリティ上の考慮事項: 秘密鍵は機密に保ち、定期的にローテーションし、少なくとも 256 ビットのエントロピーを持つ必要があります。HS256 は、多数のサービスが共有秘密鍵を必要とするマイクロサービスアーキテクチャには適していません。

RS256（RSA-SHA256）

RS256 は非対称です。発行者は秘密鍵で署名し、検証者は対応する公開鍵で検証します。

signature = RSASHA256(
  base64urlEncode(header) + "." + base64urlEncode(payload),
  privateKey
)

検証するには、公開鍵を使用します:

Token:   header.payload.sig
Public:  "-----BEGIN PUBLIC KEY-----..."

1. Load the RSA public key
2. Verify: RSA_SHA256_verify("header.payload", sig, publicKey)

利点: 署名鍵と検証鍵が分離されています。どのサービスも秘密鍵を保持せずに検証できます。公開鍵は JWKS エンドポイントから配信できるため、ローテーションが容易です。

ES256（ECDSA-SHA256）

ES256 は P-256 曲線を使用した ECDSA を使用します。RS256 と同様に非対称です。

signature = ECDSA_SHA256(
  base64urlEncode(header) + "." + base64urlEncode(payload),
  privateKey
)

検証には ECDSA P-256 公開鍵を使用します。ES256 は署名が大幅に小さく（RSA-2048 の 256 バイトに対して 64 バイト）、検証も高速です。

アルゴリズムの比較

| プロパティ | HS256 | RS256 | ES256 | |----------|-------|-------|-------| | 鍵の種類 | 対称（共有秘密鍵） | 非対称（RSA 鍵ペア） | 非対称（EC 鍵ペア） | | 署名サイズ | 32 バイト | 256 バイト | 64 バイト | | 鍵の配布 | 秘密に共有 | 公開鍵は公開 | 公開鍵は公開 | | ローテーション | 中程度 | 容易（JWKS） | 容易（JWKS） | | 使用例 | 信頼できる内部システム | 分散 API | モバイル、IoT |

よくある検証の落とし穴

• アルゴリズム混乱攻撃。 コードが強制なしでトークンから alg を読み取る場合、攻撃者はアルゴリズムを変更できます。アルゴリズムが期待値と一致することを常に検証してください。
• alg: "none" の受理。 一部のライブラリは署名なしトークンを受け入れます。alg: "none" を明示的に拒否してください。
• 署名比較の不完全さ。 非定数時間の比較は、タイミング攻撃によって情報を漏えいさせる可能性があります。JWT ライブラリの組み込み比較を使用してください。

JWT トークンをオンラインで検証

JWT デコーダーツールを使用して、任意のトークンをデコードおよび検証します。トークンを貼り付けてヘッダーとペイロードを表示し、適切な秘密鍵または公開鍵を指定して署名を検証します。すべての処理はブラウザ内で行われます。