# JWTとは？基本構造と仕組みを徹底解説

## 1-1. 目次
1. 1-1. 目次
2. 1-2. JWTとは？
3. 1-3. JWTの基本構造
4. 1-4. JWTの仕組み
5. 1-5. JWTの実際の利用ケース
6. 1-6. JWTのメリットとデメリット
7. 1-7. セキュリティ考慮事項
8. 1-8. JWTと他の技術の比較
9. 1-9. JWTの実装例
10. 1-10. まとめ

## 1-2. JWTとは？

JWT（JSON Web Token）は、Webアプリケーションでのユーザー認証に広く使われるオープン標準（RFC 7519）で、JSONオブジェクトを使って当事者間で情報を安全に転送するためのコンパクトで自己完結型の方式です。主に、認証と情報の転送に使用され、署名されたJWTは、送信された情報が改ざんされていないことを確認できます。

## 1-3. JWTの基本構造

JWTは3つの部分で構成され、それぞれBase64Urlエンコードされています。各部分はドット `.` で区切られています。
![img](/mosaic-code.jpg)

### 1-3-1. Header

JWTのヘッダー部分は通常、トークンのタイプ（JWTであること）と使用される署名アルゴリズム（たとえば、HMAC SHA256やRSAなど）を指定しています。

![img](/mosaic-code.jpg)

### 1-3-2. Payload

ペイロード部分は実際のデータを表し、ユーザーに関する請求情報（claims）が含まれます。JWT標準には予約済みのクレームがいくつかあり（一例として`iss`、`exp`、`sub`など）、ユーザー定義のクレームも追加可能です。

![img](/mosaic-code.jpg)

### 1-3-3. Signature

署名部分は、JWTのヘッダーとペイロードを使って、セクレットまたは鍵で生成されます。これにより、トークンの一貫性を検証でき、トークンが発行者によって本物であることを確認できます。

![img](/mosaic-code.jpg)

## 1-4. JWTの仕組み

JWTはそのコンパクトさと自己完結性から、主に次の流れで利用されます。

1. **認証**: ユーザーが正しい認証情報を提供すると、サーバーはJWTを発行します。このJWTは、以降のリクエストの検証に使用されます。

2. **保持と送信**: クライアントは、通常、ブラウザの`localStorage`や`sessionStorage`、クッキーにJWTを保持します。リクエストを送信する際、通常HTTPヘッダーのAuthorizationに付与します。
   ```
   Authorization: Bearer <JWT>
   ```

3. **検証**: サーバーはリクエストを受け取ると、JWTを検証し、ペイロードの情報に基づいてアクションを実行します。

## 1-5. JWTの実際の利用ケース

- **認証**: APIへのアクセスを制御するために広く使用されます。
- **情報の転送**: ユーザー情報を安全に伝送するための手段として。
- **短期間記憶**: 一時的な情報の保存、たとえば一時的なアクセス権をユーザーに与える際。

## 1-6. JWTのメリットとデメリット

### 1-6-1. メリット

- **コンパクト性**: 小さいサイズで高速な転送が可能。
- **セルフコンテインド**: 状態を保持せずに認証情報を含むため、ステートレスな環境を実現。
- **拡張性**: 任意のクレームを追加可能。

### 1-6-2. デメリット

- **サイズが増加しやすい**: 多くのクレームを追加すると、トークンが大型化。
- **セキュリティリスク**: 秘密鍵漏洩やトークンの保存場所誤用。

## 1-7. セキュリティ考慮事項

- **非対称鍵の使用**: HMACの代わりにRSAやECDSAを使用することで、セキュリティを強化。
- **HTTPS**: 通信路での傍受を防ぐため、HTTPSを使用。
- **短い有効期限**: トークンの`exp`を短く保つことで、漏洩時のリスクを最小化。

## 1-8. JWTと他の技術の比較

### 1-8-1. セッションベース認証との比較

- **スケーラビリティ**: JWTはステートレスなため、分散アーキテクチャに適している。
- **管理の手間**: セッションIDを保存する必要がない、管理がシンプル。

### 1-8-2. OAuth2との統合

JWTは通常OAuth2のアクセストークンとして利用されることが多く、OAuth2の簡素化されたフローを実現できる点が利点です。

## 1-9. JWTの実装例

以下は、Node.js環境でのJWTの生成と検証の基本的な例です。

![img](/mosaic-code.jpg)

## 1-10. まとめ

JWTは、WebアプリケーションやAPI間での安全な情報の転送を可能にする強力なツールです。そのコンパクトな設計とステートレスな特性は、スケーラブルなアプリケーションの進化に寄与します。しかし、セキュリティに注意を払い、適切な実装を行うことが必要です。適切に設定され、利用されることで、JWTは多くのユースケースを効果的にサポートすることが可能です。 [cv:issue_marketplace_engineer]

# JWTとは？基本構造と仕組みを徹底解説

## 1-1. 目次
1. 1-1. 目次
2. 1-2. JWTとは？
3. 1-3. JWTの基本構造
4. 1-4. JWTの仕組み
5. 1-5. JWTの実際の利用ケース
6. 1-6. JWTのメリットとデメリット
7. 1-7. セキュリティ考慮事項
8. 1-8. JWTと他の技術の比較
9. 1-9. JWTの実装例
10. 1-10. まとめ

## 1-2. JWTとは？

JWT（JSON Web Token）は、Webアプリケーションでのユーザー認証に広く使われるオープン標準（RFC 7519）で、JSONオブジェクトを使って当事者間で情報を安全に転送するためのコンパクトで自己完結型の方式です。主に、認証と情報の転送に使用され、署名されたJWTは、送信された情報が改ざんされていないことを確認できます。

## 1-3. JWTの基本構造

JWTは3つの部分で構成され、それぞれBase64Urlエンコードされています。各部分はドット `.` で区切られています。
```
Header.Payload.Signature
```

### 1-3-1. Header

JWTのヘッダー部分は通常、トークンのタイプ（JWTであること）と使用される署名アルゴリズム（たとえば、HMAC SHA256やRSAなど）を指定しています。

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

### 1-3-2. Payload

ペイロード部分は実際のデータを表し、ユーザーに関する請求情報（claims）が含まれます。JWT標準には予約済みのクレームがいくつかあり（一例として`iss`、`exp`、`sub`など）、ユーザー定義のクレームも追加可能です。

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

### 1-3-3. Signature

署名部分は、JWTのヘッダーとペイロードを使って、セクレットまたは鍵で生成されます。これにより、トークンの一貫性を検証でき、トークンが発行者によって本物であることを確認できます。

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

## 1-4. JWTの仕組み

JWTはそのコンパクトさと自己完結性から、主に次の流れで利用されます。

1. **認証**: ユーザーが正しい認証情報を提供すると、サーバーはJWTを発行します。このJWTは、以降のリクエストの検証に使用されます。

2. **保持と送信**: クライアントは、通常、ブラウザの`localStorage`や`sessionStorage`、クッキーにJWTを保持します。リクエストを送信する際、通常HTTPヘッダーのAuthorizationに付与します。
   ```
   Authorization: Bearer <JWT>
   ```

3. **検証**: サーバーはリクエストを受け取ると、JWTを検証し、ペイロードの情報に基づいてアクションを実行します。

## 1-5. JWTの実際の利用ケース

- **認証**: APIへのアクセスを制御するために広く使用されます。
- **情報の転送**: ユーザー情報を安全に伝送するための手段として。
- **短期間記憶**: 一時的な情報の保存、たとえば一時的なアクセス権をユーザーに与える際。

## 1-6. JWTのメリットとデメリット

### 1-6-1. メリット

- **コンパクト性**: 小さいサイズで高速な転送が可能。
- **セルフコンテインド**: 状態を保持せずに認証情報を含むため、ステートレスな環境を実現。
- **拡張性**: 任意のクレームを追加可能。

### 1-6-2. デメリット

- **サイズが増加しやすい**: 多くのクレームを追加すると、トークンが大型化。
- **セキュリティリスク**: 秘密鍵漏洩やトークンの保存場所誤用。

## 1-7. セキュリティ考慮事項

- **非対称鍵の使用**: HMACの代わりにRSAやECDSAを使用することで、セキュリティを強化。
- **HTTPS**: 通信路での傍受を防ぐため、HTTPSを使用。
- **短い有効期限**: トークンの`exp`を短く保つことで、漏洩時のリスクを最小化。

## 1-8. JWTと他の技術の比較

### 1-8-1. セッションベース認証との比較

- **スケーラビリティ**: JWTはステートレスなため、分散アーキテクチャに適している。
- **管理の手間**: セッションIDを保存する必要がない、管理がシンプル。

### 1-8-2. OAuth2との統合

JWTは通常OAuth2のアクセストークンとして利用されることが多く、OAuth2の簡素化されたフローを実現できる点が利点です。

## 1-9. JWTの実装例

以下は、Node.js環境でのJWTの生成と検証の基本的な例です。

```javascript
// Node.jsの例
const jwt = require('jsonwebtoken');

// トークンの発行
const token = jwt.sign({ userId: '123' }, 'your-256-bit-secret', { algorithm: 'HS256' });

// トークンの検証
jwt.verify(token, 'your-256-bit-secret', (err, decoded) => {
  if (err) {
    console.error(err);
  } else {
    console.log(decoded);
  }
});
```

## 1-10. まとめ

JWTは、WebアプリケーションやAPI間での安全な情報の転送を可能にする強力なツールです。そのコンパクトな設計とステートレスな特性は、スケーラブルなアプリケーションの進化に寄与します。しかし、セキュリティに注意を払い、適切な実装を行うことが必要です。適切に設定され、利用されることで、JWTは多くのユースケースを効果的にサポートすることが可能です。 [![image](https://firebasestorage.googleapis.com/v0/b/issue-pro-42602.appspot.com/o/topics%2F17fa658b-53c7-4ca0-a28b-e588ed1bd371?alt=media&token=2c00afff-85ff-4428-8d15-696ab676dcb0)](https://i-ssue.com/lp/check_salary)

JWTとは？基本構造と仕組みを徹底解説

1-1. 目次

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