JWT安全分析与渗透测试指南

1. JWT概述

JWT(JSON Web Token)是一种用于身份认证和授权的开放标准(RFC 7519)，它通过在网络应用间传递被加密的JSON数据来安全地传输信息。

主要作用：

• 身份验证(Authentication)
• 授权(Authorization)

2. JWT基本结构

JWT由三部分组成，以"."分隔：

Header.Payload.Signature

2.1 Header部分

包含JWT使用的算法和类型等元数据信息，使用Base64Url编码。

典型结构：

{
  "alg": "HS256",  // 签名算法
  "typ": "JWT"     // 令牌类型
}

常见算法：

• HS256：HMAC + SHA256
• RS256：RSA + SHA256
• ES256：ECDSA + SHA256

2.2 Payload部分

包含JWT的主要信息，使用Base64Url编码。包含三类声明：

1. 注册声明(Registered Claims)：预定义标准字段

   • iss (issuer)：签发者
   • sub (subject)：面向用户
   • aud (audience)：接收方
   • exp (expiration time)：过期时间
   • nbf (not before)：生效时间
   • iat (issued at)：签发时间
   • jti (JWT ID)：唯一标识

2. 公共声明(Public Claims)：可自定义的公开信息

3. 私有声明(Private Claims)：提供者和消费者共同定义的私有信息

示例：

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "admin": true
}

2.3 Signature部分

用于验证消息完整性，防止篡改。生成方式：

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload),
  secret
)

3. JWT攻击面分析

3.1 敏感信息泄露

• 风险：Header和Payload仅Base64编码，未加密
• 检测：使用工具解码JWT查看内容
• 工具：https://jwt.io/

3.2 算法篡改攻击

• None算法：将alg改为"none"绕过签名验证
• HS256转RS256：当应用支持多种算法时，将算法从非对称改为对称

3.3 密钥爆破攻击

• 对HS256算法尝试常见密钥爆破
• 工具：hashcat, jwt_tool

3.4 无效签名验证

• 某些实现不验证签名
• 测试方法：修改Payload后不更新签名

3.5 过期时间篡改

• 修改exp字段延长令牌有效期
• 测试方法：删除exp字段或设为未来时间

3.6 密钥泄露

• 通过信息泄露、源码分析获取签名密钥
• 测试方法：检查GitHub、配置文件等

3.7 其他攻击

• Kid注入：通过kid参数进行路径遍历或SQL注入
• JWT复用：捕获未过期的JWT重复使用
• 标头参数注入：注入恶意标头参数

4. 渗透测试工具

1. jwt_tool：功能全面的JWT测试工具

   python3 jwt_tool.py <JWT>
   

2. Burp Suite JWT插件：直接在Burp中测试JWT

3. 在线工具：

   • https://jwt.io/
   • https://jwtdebugger.com/

5. 防御措施

1. 敏感信息：不要在JWT中存储敏感数据
2. 强算法：优先使用RS256而非HS256
3. 密钥管理：使用强密钥并妥善保管
4. 验证机制：
   • 严格验证签名
   • 检查过期时间
   • 验证算法一致性
5. 黑名单：实现JWT撤销机制
6. 安全配置：
   • 禁用"none"算法
   • 限制支持的算法类型
   • 验证所有声明字段

6. 总结

JWT作为现代认证机制的核心组件，其安全性至关重要。渗透测试人员应全面检查JWT的生成、传输、验证各环节，重点关注算法实现、密钥管理、声明验证等方面。开发人员则应遵循安全最佳实践，避免常见配置错误。