JWT（JSON Web Token）とは？

JWT（JSON Web Token）は、JSON形式でデータを表現し、トークンとして情報を安全にやり取りするための標準規格です。
セキュリティ、データ交換、認証など、さまざまな用途で使用される技術です。
本記事では、JWTの基本、利用すべき場面と避けるべき場面、代替手段について詳しく解説します。

JWTの基本概要

JWTの構造

JWTは3つの部分から構成されています。

1. Header（ヘッダー）

   • トークンの種類（JWT）と使用する署名アルゴリズム（例：HS256）を指定。

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

2. Payload（ペイロード）

   • トークン内に格納するデータ（例：ユーザーID、認可情報など）。

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

3. Signature（署名）

   • ヘッダーとペイロードをエンコードし、秘密鍵で署名したもの。

これら3つをBase64URLでエンコードし、「.」（ドット）でつなげた文字列がJWTです。
例: eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

JWTの利点

1. ステートレス性

JWTはクライアント側で状態を保持する仕組みです。サーバー側でセッション情報を管理する必要がなく、スケーラブルなシステム構築が可能です。

2. 高速な認証

サーバー側でセッションを確認するためのデータベースアクセスが不要なため、認証処理が高速化します。

3. 柔軟なデータ交換

JWTは任意のデータをペイロードに格納可能で、認証以外にも情報の安全なやり取りに利用できます。

JWTを使うべきでない理由

1. ローカルストレージに格納した場合のリスク

JWTをクライアント側で管理する際、ローカルストレージに保存する方法が一般的ですが、これには大きなリスクがあります。

リスクの内容

• ローカルストレージは、XSS（クロスサイトスクリプティング）攻撃に対して脆弱です。
  • 悪意のあるスクリプトが実行された場合、トークンが窃取される可能性があります。
• ローカルストレージに保存されたJWTは、ユーザーが改ざんすることはできませんが、誰でもトークンを簡単に読み取ることが可能です（ペイロード部分は暗号化されていないため）。

推奨される格納方法

• JWTを保存する際は、HTTP-only Cookieを使用するのが安全です。
  • HTTP-only Cookieはスクリプトによるアクセスができないため、XSSリスクを軽減できます。
• 必要に応じて、暗号化処理を行うことも検討してください。

2. トークンサイズが大きい

JWTはペイロードのデータ量に応じてサイズが増加します。CookieやHTTPヘッダーで送信する場合、通信負荷が増大する可能性があります。

3. トークン失効が困難

一度発行されたJWTは有効期限まで使用可能なため、万が一トークンが漏洩した場合に即座に失効させることが難しいです。
対策として、ブラックリスト管理が必要になりますが、これによりステートレス性が損なわれます。

JWTを使ってもいい理由

1. スケーラビリティ

分散システムやサーバーレスアーキテクチャなど、セッション管理が難しい環境に最適です。

2. 短期間の認証

API間の通信やマイクロサービス間のデータ交換など、一時的に有効な認証情報を扱う場合に適しています。

3. クライアントでの柔軟な処理

JWTにエンコードされたデータをクライアントで簡単にデコードして利用できるため、効率的な処理が可能です。

代替手段

JWTを使用すべきでない場合、以下の代替手段を検討できます。

1. セッションベース認証

• サーバー側でセッション情報を管理し、クライアントにセッションIDをCookieで渡す方法。
• メリット：トークン漏洩時にセッションを即座に無効化可能。
• デメリット：サーバーでのセッション管理が必要でスケーラビリティに限界がある。

2. OAuth2 + セッション

• OAuth2フローを利用し、トークン管理をサーバー側で行う。
• メリット：セキュリティが高く、アクセストークンのスコープ設定が可能。
• デメリット：設定が複雑。

3. APIキー

• シンプルなAPI認証方式で、リクエスト時にAPIキーを送信する。
• メリット：導入が簡単で、特定のユーザーやアプリに対するアクセス制御が容易。
• デメリット：キーの管理と更新に注意が必要。

まとめ

JWTはスケーラビリティやクライアントサイドでのデータ処理が必要な場合に非常に有用です。しかし、ローカルストレージへの保存時にXSSリスクがあることや、トークンの失効管理が難しい点には注意が必要です。
より安全に運用するために、HTTP-only Cookieでの管理や**代替手段（セッションベース認証やOAuth2）**の利用を検討することが重要です。

システムの規模や要件に応じて適切な選択を行い、安全で効率的な認証方式を採用しましょう。