JWT (JSON Web Token)

JWT(JSON Web Token)는 JSON 형태의 정보에 디지털 서명을 붙여, 발급자 외에는 위조할 수 없는 자기 완결적(Self-contained) 토큰으로 만든 웹 표준이다. 서버는 토큰 안의 서명만 검증하면 별도 저장소 조회 없이 담긴 정보를 신뢰할 수 있으므로, 무상태(Stateless) 인증과 서비스 간 정보 전달에 널리 쓰인다. 다만 서명은 위조 방지 수단일 뿐 암호화가 아니며, 발급된 토큰을 즉시 무효화하기 어렵다는 한계를 정확히 알고 써야 한다.

구조: 헤더, 페이로드, 서명

JWT는 점으로 구분된 세 부분으로 이루어진 문자열이다. 각 부분은 URL에 안전한 Base64URL 방식으로 인코딩된다.

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첫 부분인 헤더(Header)는 서명 알고리즘과 토큰 유형을 담는다. 예를 들어 {"alg":"HS256","typ":"JWT"}이다. 둘째 부분인 페이로드(Payload)는 클레임(Claim)이라 부르는 정보 조각들의 집합이다. 표준 등록 클레임으로 발급자 iss, 대상 sub, 수신자 aud, 만료 시각 exp, 발급 시각 iat, 토큰 고유 식별자 jti 등이 있고, 역할이나 권한 같은 서비스 고유 클레임을 추가할 수 있다. 셋째 부분인 서명(Signature)은 인코딩된 헤더와 페이로드를 점으로 이은 문자열에 비밀 키로 서명 연산을 한 결과다. 페이로드가 한 글자라도 바뀌면 서명이 맞지 않으므로 위조가 드러난다. 중요한 것은 Base64URL이 암호화가 아니라 단순 인코딩이라는 점이다. 누구나 디코딩해 내용을 읽을 수 있으므로 비밀번호나 개인정보를 페이로드에 넣으면 안 된다.

서명 알고리즘과 검증 과정

서명 방식은 크게 두 계열이다. HS256 같은 HMAC 계열은 발급자와 검증자가 같은 비밀 키를 공유하는 대칭 방식으로, 단일 서비스에서 간단하지만 키를 아는 쪽은 누구든 토큰을 만들 수 있다. RS256이나 타원 곡선 기반 ES256 같은 비대칭 방식은 개인 키로 서명하고 공개 키로 검증한다. 인증 서버만 개인 키를 갖고, 여러 API 서버는 공개 키만으로 검증하면 되므로 마이크로서비스(Microservice) 환경에 적합하다. 공개 키 목록은 보통 JWKS(JSON Web Key Set)라는 표준 주소로 게시되어 검증 서버가 자동으로 받아 간다. 검증 절차는 다음 순서로 이루어진다. 먼저 토큰을 세 부분으로 나누고 헤더의 알고리즘이 서버가 허용한 알고리즘인지 확인한다. 이어 서명을 키로 검증하고, exp와 nbf로 유효 기간을, iss와 aud로 발급자와 수신 대상을 확인한다. 알고리즘 확인을 빼먹으면 서명 없음을 뜻하는 none 알고리즘이나 대칭과 비대칭 혼동을 악용한 공격에 뚫릴 수 있으므로, 검증 라이브러리에 허용 알고리즘을 명시적으로 고정하는 것이 필수다.