JWT 토큰 구조 설명: Header, Payload, Signature

JWT 토큰 구조 설명

모든 JSON Web Token(JWT)은 두 당사자 간에 클레임을 전달하는 간결하고 URL-safe한 문자열입니다. 토큰 기반 보안을 다루는 개발자라면 내부 구조를 이해하는 것이 필수적입니다.

JWT의 세 부분

JWT는 점(.)으로 구분된 세 부분으로 구성됩니다.

header.payload.signature

예시:

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

각 부분은 base64url로 인코딩된 JSON입니다. JWT는 암호화된 것이 아니라 서명된 것입니다 — 누구나 디코딩하여 내용을 읽을 수 있습니다.

Part 1: Header

헤더에는 토큰에 대한 메타데이터, 즉 서명 알고리즘과 토큰 유형이 포함됩니다.

| 필드 | 설명 | 예시 값 | |-------|-------------|----------------| | alg | 서명 알고리즘 (필수) | HS256, RS256, ES256 | | typ | 토큰 유형 (선택) | JWT | | kid | 키 ID (선택) | "key-1" |

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

alg 필드는 검증자에게 어떤 알고리즘으로 서명이 생성되었는지 알려줍니다. 알고리즘 불일치 또는 alg: "none"을 수락하는 것은 흔한 JWT 보안 취약점입니다.

Part 2: Payload

페이로드에는 사용자 및 메타데이터에 대한 클레임이 포함됩니다. 클레임은 세 가지 범주로 나뉩니다.

등록된 클레임 (Registered Claims)

| 클레임 | 전체 이름 | 용도 | |-------|-----------|---------| | iss | Issuer | 토큰 발급자 | | sub | Subject | 사용자 식별 | | aud | Audience | 의도된 수신자 | | exp | Expiration | 토큰 만료 타임스탬프 | | nbf | Not Before | 이 시간 이전에는 토큰 유효하지 않음 | | iat | Issued At | 토큰 생성 타임스탬프 | | jti | JWT ID | 고유 토큰 식별자 |

디코딩된 페이로드 예시

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "iat": 1516239022,
  "exp": 1516242622,
  "iss": "https://auth.example.com"
}

공개 클레임(Public claims)은 IANA 레지스트리에 정의되거나 충돌 방지 URI를 사용합니다. 비공개 클레임(Private claims)은 발급자와 수신자 간에 합의된 사용자 정의 클레임입니다.

Part 3: Signature

서명은 인코딩된 헤더, 인코딩된 페이로드, 그리고 헤더에 명시된 알고리즘을 사용하여 비밀 키를 결합해 생성됩니다. 서명은 두 가지 목적을 가집니다.

1. 무결성 — 서명 후 토큰이 수정되지 않았음을 확인합니다.
2. 인증 — 토큰이 예상된 당사자에 의해 서명되었음을 증명합니다.

HS256 서명 생성

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

RS256 서명 생성

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

Base64url vs 표준 Base64

| 항목 | 표준 Base64 | Base64url | |--------|-----------------|-----------| | 62번 문자 | + | - | | 63번 문자 | / | _ | | 패딩 | = | 생략 |

이 인코딩 방식 덕분에 JWT는 HTTP 헤더, 쿼리 파라미터, URL 경로에서 퍼센트 인코딩 없이 안전하게 사용할 수 있습니다.

JWT 생성 전체 과정

1. 헤더 JSON을 생성하고 base64url로 인코딩합니다.
2. 페이로드 JSON을 생성하고 base64url로 인코딩합니다.
3. . 구분자로 연결합니다.
4. 선택한 알고리즘과 비밀 키로 서명합니다.
5. 서명을 base64url로 인코딩합니다.
6. 세 부분을 . 구분자로 모두 연결합니다.

보안 고려 사항

• 페이로드에 비밀 정보를 저장하지 마세요. 페이로드는 암호화된 것이 아니라 인코딩된 것입니다.
• 항상 서명을 검증하세요. 검증 없이는 누구나 토큰을 위조할 수 있습니다.
• alg 헤더를 확인하세요. alg: "none" 및 알고리즘 다운그레이드 시도를 거부해야 합니다.
• 짧은 만료 시간을 설정하세요. exp 클레임을 몇 달이 아닌 분 또는 시간 단위로 사용하세요.

온라인으로 JWT 토큰 디코딩하기

JWT 디코더 도구를 사용하여 모든 토큰을 검사하세요. 토큰을 붙여넣으면 디코딩된 헤더, 페이로드, 서명 알고리즘을 즉시 확인할 수 있습니다. 모든 처리는 브라우저에서 이루어집니다.