この記事では、JSON Webトークン（JWT）について詳しく解説します。JSON Webトークン（JWT）を理解するための基本的な説明から、その利用方法、構造、背景、そしてよくある疑問点までを網羅しています。
Table of Contents
JSON Webトークン（JWT）とは？
JSON Webトークン（JWT）は、ウェブアプリケーションにおいてユーザー認証やデータの安全な転送に使用されるトークンです。JWTは、情報をセキュアに伝達するために、三つの部分（ヘッダー、ペイロード、署名）で構成されています。これにより、情報が改ざんされていないことを保証し、通信の安全性を保ちます。
わかりやすい具体的な例1
例えば、あるウェブサイトにログインする際、JWTが利用されることがあります。ユーザーがログインすると、サーバーはJWTを生成し、ユーザーのブラウザに渡します。以降、ユーザーがサイト内で行うすべてのリクエストにはこのJWTが含まれ、サーバーはJWTを検証することで、ユーザーが認証済みであることを確認します。
わかりやすい具体的な例2
また、アプリケーション間でのデータの共有においてもJWTは有用です。例えば、異なるサービスが連携する際に、JWTを利用してサービス間で安全に情報をやり取りします。JWTにはユーザーの権限情報やセッション情報が含まれており、これによりサービス間でのデータが保護されます。
JSON Webトークン（JWT）はどのように考案されたのか
JSON Webトークン（JWT）は、セキュリティと認証のニーズが高まる中で、標準化されたトークンフォーマットとして考案されました。特に、ウェブアプリケーションの成長に伴い、セキュアなデータ転送の要求が強くなり、その解決策としてJWTが選ばれました。
考案した人の紹介
JWTの考案には、OAuth 2.0とOpenID Connectの標準化に関わった人々が関与しています。特に、JWTの仕様は、サーバーとクライアント間の安全な認証の実現を目指したセキュリティ専門家たちによって策定されました。
考案された背景
JWTが考案された背景には、ウェブアプリケーションでのユーザー認証やセッション管理の複雑さがあります。伝統的なクッキーやセッションIDでは、スケーラビリティやセキュリティの問題があったため、JWTの導入が進められました。これにより、よりセキュアでスケーラブルな認証方法が提供されるようになりました。
JSON Webトークン（JWT）を学ぶ上でつまづくポイント
JWTを理解する際に多くの人がつまづく点としては、トークンの構造や署名の仕組みがあります。JWTのヘッダー、ペイロード、署名それぞれの役割や、それらがどのようにセキュリティを提供するのかを把握することが重要です。
JSON Webトークン（JWT）の構造
JSON Webトークン（JWT）は、以下の三つの部分で構成されています。
- ヘッダー - トークンのタイプと署名アルゴリズムを指定します。
- ペイロード - ユーザー情報やトークンの内容を含みます。
- 署名 - ヘッダーとペイロードを暗号化し、トークンの正当性を保証します。
JSON Webトークン（JWT）を利用する場面
JWTは様々な場面で利用されます。以下はその一部です。
利用するケース1
例えば、モバイルアプリケーションとバックエンドサーバー間での認証にJWTが利用されます。ユーザーがログインすると、サーバーはJWTを発行し、モバイルアプリに渡します。アプリはそのトークンを利用して、バックエンドサーバーとの通信を安全に行います。
利用するケース2
また、APIの認証にもJWTが使用されます。APIにリクエストを送る際、JWTを含めることで、リクエストが正当であることを証明できます。これにより、APIのセキュリティが保たれます。
さらに賢くなる豆知識
JWTにはいくつかの豆知識があります。例えば、JWTはさまざまなプラットフォームや言語で使用できるため、柔軟性があります。また、JWTはURLに含めることができるため、ブラウザ間でのセッション共有も可能です。
あわせてこれも押さえよう！
- 認証
- セッション管理
- OAuth 2.0
- JWTの署名
- トークンの有効期限
認証とは、ユーザーが誰であるかを確認するプロセスです。JWTは、認証情報を安全に伝達するための手段として使われます。
セッション管理は、ユーザーの活動を追跡し、セッションの状態を維持する方法です。JWTを利用することで、セッション管理が簡素化されます。
OAuth 2.0は、リソースへのアクセス権限を管理するためのフレームワークです。JWTはOAuth 2.0の認証手段として利用されることがあります。
JWTの署名は、トークンの内容が改ざんされていないことを保証します。署名は、トークンが正当であるかを検証するために使われます。
JWTには有効期限が設定されており、期限が過ぎるとトークンは無効になります。これにより、セキュリティが強化されます。
まとめ
JSON Webトークン（JWT）を理解することで、ウェブアプリケーションやAPIの認証、セッション管理がより効果的に行えるようになります。JWTはセキュリティとスケーラビリティを提供するため、現代のウェブシステムにおいて重要な役割を果たしています。
