如何测试JWT的安全性：全面防御JSON Web Token的安全漏洞

在当今的Web应用安全领域，JSON Web Token(JWT)已成为身份认证的主流方案，但OWASP统计显示，错误配置的JWT导致的安全事件占比高达42%。本文将系统性地介绍JWT安全测试的方法论，通过真实案例剖析典型漏洞，帮助我们构建全面的JWT安全防御体系。

一、JWT基础安全测试

1. 算法验证测试

测试方法：

• 修改JWT头部的alg字段为none

• 尝试删除签名部分

• 使用不同算法重新签名

典型案例：
某政务系统未校验alg字段，攻击者将RS256改为HS256后，使用公开的公钥重新签名通过验证。正确实现应固定算法类型。

2. 密钥强度测试

测试要点：

• 检查HS256密钥长度是否≥32字节

• 验证RS256密钥长度是否≥2048位

• 测试密钥是否出现在历史版本或文档中

实例分析：
某P2P平台使用"company@123"作为HS256密钥，被暴力破解工具在15分钟内破解。应采用加密安全的随机密钥。

二、Payload安全测试

1. 声明篡改测试

测试步骤：

1. 获取普通用户JWT：{"role":"user"}

2. 修改为{"role":"admin"}

3. 不重新签名直接提交

预期结果：
服务端应拒绝签名不匹配的Token

2. 敏感信息泄露

检查内容：

• 是否包含邮箱、手机号等PII信息

• 是否存在密码哈希或安全答案

• 是否暴露内部系统信息

真实案例：
某医疗平台JWT包含患者身份证号，违反GDPR规定。应仅存储用户ID等引用信息。

三、签名验证测试

1. 签名绕过技术

测试矩阵：

攻击方式	测试方法	防御措施
空签名	删除签名部分	必须存在有效签名
弱算法	改用MD5等废弃算法	白名单限制可用算法
密钥混淆	用公钥作为HS256密钥	算法与密钥类型严格匹配

2. 签名时效性测试

测试场景：

1. 获取有效JWT

2. 服务端轮换密钥

3. 验证旧签名JWT是否被拒绝

金融行业案例：
支付宝每月轮换签名密钥，旧Token最多可续期7天，确保平滑过渡。

四、时效控制测试

1. 过期时间(exp)测试

测试步骤：

1. 修改设备时间至exp之后

2. 使用原JWT请求

3. 恢复时间再次请求

正确行为：
服务端应基于自身时间校验，拒绝过期Token

2. 生效时间(nbf)测试

测试方法：

1. 设置nbf为未来时间

2. 尝试提前使用

3. 到达nbf时间后验证

物联网应用案例：
智能家居设备预置nbf为激活日期，防止出厂前被恶意使用。

五、安全头与传输测试

1. 传输安全测试

必须验证：

• 是否仅通过HTTPS传输

• 是否出现在URL参数中

• 是否被写入浏览器历史记录

渗透案例：
某电商将JWT放在/api?token=xxx导致搜索引擎收录泄露。应使用Authorization头。

2. 存储安全测试

测试要点：

• Web应用是否使用HttpOnly Cookie

• 移动端是否使用安全存储(Secure Enclave)

• 是否存在XSS窃取风险

六、高级安全测试

1. 密钥注入测试

测试方法：

• 尝试使用空密钥

• 测试常见默认密钥(如"secret")

• 检查密钥轮换漏洞

JWT工具支持：
使用jwt_tool进行自动化密钥爆破测试

2. 标头参数注入

测试参数：

• jku(JWK Set URL)：指向恶意公钥

• kid：密钥标识注入(SQLi/XSS)

• x5u：伪造证书链

防御方案：
严格白名单控制外部引用

七、测试工具与流程

1. 推荐测试工具

• jwt_tool：自动化漏洞扫描

• Burp Suite：拦截修改请求

• Postman：构造异常JWT

• OWASP ZAP：自动化安全扫描

2. 测试流程示例

八、总结——构建JWT的深度防御

有效的JWT安全防护需要：

1. 全生命周期测试：生成→传输→验证→销毁

2. 自动化巡检：纳入CI/CD流水线

3. 实时监控：异常JWT使用告警

4. 持续教育：开发团队安全培训

通过系统化的安全测试，我们能够充分发挥JWT的优势，在便利性和安全性之间找到最佳平衡点。