1. JWTとは何か

▶ 概要

JWT (JSON Web Token) は、APIエンドポイントの認証やアクセス制御に利用されるトークンである。主に、クライアント・サーバー間の認証に使われ、非同期なAPI認証システムを実装するのに優れている。

JWTの重要な点として、JWT自体はトークン内の情報を暗号化するわけではなく、情報が改ざんされていないことを検証するための手段である。Base64URLでエンコードされているので、誰でもデコードすることが可能である。つまり、JWTはデータの私秉性を保証するものではないため、注意が必要である。

▶ JWTの使用ユースケース

認証 (Authentication)
セッション管理 (Session Management)
リソースアクセス制御 (Access Control)
API間の相互認証

▶ JWTのメリット

ステートレスでセッションを管理する必要がない
小さくシンプルなトークンで、URL、HTTPヘッダー、クイリーパラメータ等で送信可能
サーバー側でトークンを検証することで、一時的にユーザーを認証可能

2. JWTの構造と仕組み

▶ JWTの構造

JWTは、3つの部分から構成される。

ヘッダー. ペイロード. 署名

1. ヘッダー (Header)

アルゴリズム (alg): HS256, RS256など
トークン種別 (typ): JWT

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

2. ペイロード (Payload)

ユーザー情報、認証情報
クレーム (claims): sub, iat, exp等

{
  "sub": 1,
  "username": "john",
  "role": "admin",
  "iat": 1672376000,
  "exp": 1672379600
}

3. アクセストークンとリフレッシュトークン

▶ アクセストークンの役割

APIにアクセスする際に毎回送信され、リソースへのアクセスを許可する。
短期間で失効する (例: 15分)。

▶ リフレッシュトークンの役割

アクセストークンが期限切れになった際に、新しいアクセストークンを発行するために使われる。
長期間有効 (例: 7日)。

▶ 両者の違いと使い分けのポイント

アクセストークンは短期間で失効し、リフレッシュトークンが新しいアクセストークンを再発行する。
アクセストークンは攻撃者に盗まれても影響が限定的であるが、リフレッシュトークンは厳重に保管する必要がある。

▶ アクセストークンが短期である理由

万が一漏洩した場合の被害を最小限に抑えるため。
一定期間ごとにトークンを更新することでセキュリティを高める。

4. HS256とRS256の違い

▶ HS256とRS256の違いを表で整理

特徴	HS256	RS256
暗号方式	対称暗号方式	非対称暗号方式
鍵の種類	1つの秘密鍵	秘密鍵と公開鍵
セキュリティ	比較的低い	高い
処理速度	速い	遅い
使用場面	内部API	公開API

▶ HS256の仕組みと特徴

1つの秘密鍵を使って署名と検証を行う。
シンプルで高速であるが、秘密鍵が漏れるとトークンが偽造されるリスクがある。

▶ RS256の仕組みと特徴

秘密鍵で署名し、公開鍵で検証する。
非対称暗号方式であり、公開鍵を安全に共有できるため、セキュリティが高い。

▶ メリット・デメリット

HS256は処理が速くシンプルであるが、セキュリティ面で劣る。
RS256はセキュリティが高いものの、処理が遅く管理が複雑になる。

▶ どちらを使うべきか？ユースケースごとの選び方

HS256: 内部APIや、サーバーサイドだけで完結するシステム。
RS256: 公開APIや、多数のクライアントが関わるシステム。

5. セキュリティの注意点とベストプラクティス

JWTの中身は暗号化されていない (誰でもデコード可能)。
HTTPSを使うことで、トークンの盗聴を防ぐ。
トークンの有効期限は短く設定し、長期間のアクセスはリフレッシュトークンで管理する。
リフレッシュトークンはHttpOnly Cookieで安全に保管する。
ブラックリストを導入し、特定のトークンを失効させる仕組みを作る。

6. まとめと今後の学習メモ

▶ 学んだポイントの振り返り

JWTの基本構造と認証の流れを理解。
HS256は対称暗号でシンプル、RS256は非対称暗号でセキュア。
アクセストークンとリフレッシュトークンの使い分けが重要。

▶ 今後調べたいことや深掘りしたいトピック

JWE (JSON Web Encryption): トークン自体を暗号化する仕組み。
JWS (JSON Web Signature): 署名だけを行う仕組み。
トークンのスコープ管理や細かいアクセス制御方法。