如何使用在线工具手动验证 JWT 签名

Posted 2023-03-07

【中文标题】如何使用在线工具手动验证 JWT 签名

【英文标题】：How to manually validate a JWT signature using online tools

【发布时间】：2018-10-11 19:16:39

【问题描述】：

据我所知，验证JWT 签名是一个简单的过程。但是当我使用一些在线工具为我做这件事时，它不匹配。如何在不使用 JWT 库的情况下手动验证 JWT 签名？我需要一个快速的方法（使用可用的在线工具）来演示这是如何完成的。

我使用以下信息在https://jwt.io/#debugger-io 上创建了我的JWT：

算法：

HS256

秘密：

hONPMX3tHWIp9jwLDtoCUwFAtH0RwSK6

标题：

“alg”：“HS256”， “典型”：“智威汤逊”

有效负载：

“子”：“1234567890”， “名称”：“约翰·多伊”， “iat”：1516239022

验证签名（部分）：

秘密值更改为以上 “已检查”秘密 base64 编码（无论是否检查，仍然得到不同的值）

智威汤逊：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.wDQ2mU5n89f2HsHm1dluHGNebbXeNr748yJ9kUNDA

---

手动JWT签名验证尝试：

使用 base64UrlEncode 计算器（http://www.simplycalc.com/base64url-encode.php 或 https://www.base64encode.org/）

如果我： （不是网站的实际价值，已修改以显示工具最终将为我构建的内容）

base64UrlEncode("eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9") + "." + base64UrlEncode("eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ")

我明白了：

ZXlKaGJHY2lPaUpJVXpJMU5pSXNJblI1Y0NJNklrcFhWQ0o5.ZXlKemRXSWlPaUl4TWpNME5UWTNPRGt3SWl3aWJtRnRaU0k2SWtwdmFHNGdSRzlsSWl3aWFXRjBJam94TlRFMk1qTTVNREl5ZlE=

注意：如果我应该对已经编码的值进行编码，或者按原样使用已经编码的值，我会感到有些困惑。

（即使用base64UrlEncode("eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9") + "." + base64UrlEncode("eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ") 与"eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ"）。

不管我应该做什么，最终结果仍然与签名不匹配。我倾向于我应该不重新编码编码值，无论这是否正确。

然后使用 HMAC 生成器计算器（https://codebeautify.org/hmac-generator 或 https://www.freeformatter.com/hmac-generator.html#ad-output）

（不是网站的实际价值，已修改以显示工具最终将为我构建的内容）

HMACSHA256( "ZXlKaGJHY2lPaUpJVXpJMU5pSXNJblI1Y0NJNklrcFhWQ0o5.ZXlKemRXSWlPaUl4TWpNME5UWTNPRGt3SWl3aWJtRnRaU0k2SWtwdmFHNGdSRzlsSWl3aWFXRjBJam94TlRFMk1qTTVNREl5ZlE=", “hONPMX3tHWIp9jwLDtoCUwFAtH0RwSK6” )

这让我很感动：

a2de322575675ba19ec272e83634755d4c3c2cd74e9e23c8e4c45e1683536e01

这与JWT 的签名部分不匹配：

wDQ2mU5n89f2HsHm1dluHGNebbXeNr748yJ9kUNDNCAM != a2de322575675ba19ec272e83634755d4c3c2cd74e9e23c8e4c45e1683536e01

---

目的：

我需要确认这一点的原因是为了证明能够验证 JWT 未被篡改，而无需解码 JWT。

我的客户 Web 界面不需要解码 JWT，因此他们无需为此安装 jwt 包。他们只需要做一个简单的验证来确认JWT 没有被篡改（尽管不太可能），然后再存储JWT 以供将来的API 调用。

【问题讨论】：

也许你的问题只是你编码了一个已经编码的值：base64UrlEncode("eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9")。字符串“eyJh...”已经是"alg":"HS256","typ":"JWT"编码的结果，所以再编码没有意义。

@jps 这是一个很好的观点，如果我再次对其进行编码，我验证并没有改变任何东西，无论哪种方式签名都不正确。阅读说明听起来好像我需要base64UrlEncode JWT 中已经存在的值，最终对其进行两次编码……尽管我开始倾向于不需要第二次对其进行编码。我将在问题中添加此注释以进行澄清，谢谢。

总是只有一次编码。 base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload)中的payload和header指的是可读的JSON。

我会同意你的看法@jps。我希望这能解决这个问题，我在问题中添加了一个注释。

我刚刚尝试了在线 HMAC 工具（我以前不知道），结果也与我在 jwt.io 上得到的结果不同。我也很惊讶，现在不知道出了什么问题。

【参考方案1】：

这都是格式和编码的问题。

在https://jwt.io 上，您会根据您的输入值和密码获得此令牌：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.3pIaKksiX9Zv8Jg-hWbrD24VhL36hBIFaNpA4fVx29M

我们要证明签名：

3pIaKksiX9Zv8Jg-hWbrD24VhL36hBIFaNpA4fVx29M

是正确的。

签名是经过 Base64url 编码的 HMAC-SHA256 哈希。 （如RFC7515 中所述）

当您使用online HMAC generator 计算哈希时

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ

秘密

hONPMX3tHWIp9jwLDtoCUwFAtH0RwSK6

你得到

de921a2a4b225fd66ff0983e8566eb0f6e1584bdfa84120568da40e1f571dbd3

作为结果，这是一个 HMAC-SHA256 值，但不是 Base64url 编码的。这个哈希是一个大数字的十六进制字符串表示。

要将其与 https://jwt.io 中的值进行比较，您需要将值从它的十六进制字符串表示形式转换回数字并 Base64url 对其进行编码。

以下脚本正在执行此操作，并且还使用 crypto-js 来计算它自己的哈希值。这也可以是您在没有 JWT 库的情况下进行验证的一种方式。

var CryptoJS = require("crypto-js");

// the input values
var base64Header = "eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9";
var base64Payload = "eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ";
var secret = "hONPMX3tHWIp9jwLDtoCUwFAtH0RwSK6";

// two hashes from different online tools
var signatureJWTIO = "3pIaKksiX9Zv8Jg-hWbrD24VhL36hBIFaNpA4fVx29M";
var onlineCaluclatedHS256 =  "de921a2a4b225fd66ff0983e8566eb0f6e1584bdfa84120568da40e1f571dbd3";

// hash calculation with Crypto-JS. 
// The two replace expressions convert Base64 to Base64url format by replacing 
// '+' with '-', '/' with '_' and stripping the '=' padding
var base64Signature = CryptoJS.HmacSHA256(base64Header + "." + base64Payload , secret).toString(CryptoJS.enc.Base64).replace(/\+/g,'-').replace(/\//g,'_').replace(/\=+$/m,'');

// converting the online calculated value to Base64 representation
var base64hash = new Buffer.from(onlineCaluclatedHS256, 'hex').toString('base64').replace(/\//g,'_').replace(/\+/g,'-').replace(/\=+$/m,'')


// the results:
console.log("Signature from JWT.IO             : " + signatureJWTIO);
console.log("NodeJS calculated hash            : " + base64Signature);
console.log("online calulated hash (converted) : " + base64hash);

结果是：

Signature from JWT.IO             : 3pIaKksiX9Zv8Jg-hWbrD24VhL36hBIFaNpA4fVx29M

NodeJS calculated hash            : 3pIaKksiX9Zv8Jg-hWbrD24VhL36hBIFaNpA4fVx29M

online calulated hash (converted) : 3pIaKksiX9Zv8Jg-hWbrD24VhL36hBIFaNpA4fVx29M

一模一样！

结论：

不同在线工具计算的值都是正确的，但由于格式和编码不同，无法直接比较。 如上所示的一个小脚本可能是一个更好的解决方案。

【参考方案2】：

我遇到了同样的问题，直到我发现我使用的是普通的base64 编码而不是base64url。 中间还有一些小细节。 这是分步手册，希望能让整个过程更加清晰。

注意事项

注意 1： 您必须从 JSON 字符串（标头和有效负载）中删除所有空格和换行符。 当您生成 JWT 令牌时，它会在 jwt.io 上隐式完成。

注意 2： 要将 JSON 字符串转换为 cryptii.com 上的 base64url 字符串，请创建以下配置：

First view: Text

Second view: Encode
    Encoding: Base64
    Variant: Standard 'base64url' (RFC 4648 §5)

Third view: Text

注意 3： 要将 HMAC HEX 代码（签名）转换为 cryptii.com 上的 base64url 字符串，请创建以下配置：

First view: Bytes
    Format: Hexadecimal
    Group by: None

Second view: Encode
    Encoding: Base64
    Variant: Standard 'base64url' (RFC 4648 §5)

Third view: Text

手册

您将只需要两个在线工具：

[工具1]： cryptii.com - 用于base64url 编码， [工具 2]： codebeautify.org - 用于 HMAC 计算。

在cryptii.com 上，您既可以进行base64url 编码/解码，也可以进行HMAC 计算，但对于HMAC，您需要提供与jwt.io 上的输入不同的十六进制密钥，因此我使用了单独的服务HMAC 计算。

输入数据

在本手册中，我使用了以下数据：

标题：

"alg":"HS256","typ":"JWT"

有效载荷：

"sub":"1234567890","name":"John Doe","iat":1516239022

秘密（密钥）：

The Earth is flat!

秘密不是base64 编码的。

第1步：转换标题[工具1]

标题（纯文本）：

"alg":"HS256","typ":"JWT"

标头（base64url 编码）：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

第2步：转换payload [工具1]

有效载荷（纯文本）：

"sub":"1234567890","name":"John Doe","iat":1516239022

有效载荷（base64url 编码）：

eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ

步骤 3：计算 HMAC 码（签名）[工具 2]

使用SHA256算法计算HMAC。

输入字符串（base64url 编码的标头和有效负载，用点连接）：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ

计算代码（十六进制数）：

c8a9ae59f3d64564364a864d22490cc666c74c66a3822be04a9a9287a707b352

计算的 HMAC 代码是签名的十六进制表示。 注意：不应将base64url编码为纯文本字符串，而应编码为字节序列。

第四步：将计算得到的HMAC码编码为base64url[工具1]：

签名（字节）：

c8a9ae59f3d64564364a864d22490cc666c74c66a3822be04a9a9287a707b352

签名（base64url 编码）：

yKmuWfPWRWQ2SoZNIkkMxmbHTGajgivgSpqSh6cHs1I

总结

这是我们的结果（全部为base64url 编码）：

标题：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

有效载荷：

eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ

签名：

yKmuWfPWRWQ2SoZNIkkMxmbHTGajgivgSpqSh6cHs1I

来自jwt.io的结果：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.yKmuWfPWRWQ2SoZNIkkMxmbHTGajgivgSpqSh6cHs1I

如您所见，所有三个部分都是相同的。

【讨论】：

+1 表示“计算出的 HMAC 代码是签名的 HEX 表示形式。注意：不应将其编码为 base64url 作为纯文本字符串，而是作为字节序列。”