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Ein JSON Web Token (JWT) ist ein offener Standard (RFC 7519) zur sicheren Übertragung von Informationen zwischen Parteien als JSON-Objekt. Sein Hauptzweck ist es, eine sichere, zustandslose Authentifizierung und Autorisierung in Webanwendungen zu ermöglichen. Es erlaubt, Claims (Informationen) digital zu signieren, wodurch sichergestellt wird, dass die Daten nicht manipuliert wurden, und die Authentizität des Absenders überprüft wird. Dies macht es zu einer kompakten und eigenständigen Methode, Informationen sicher darzustellen für Aufgaben wie die Überprüfung der Identität eines Benutzers.

Der JWT-Workflow beginnt, wenn sich ein Benutzer erfolgreich anmeldet, woraufhin der Server ein JWT an den Client ausstellt. Dieser Token, der typischerweise benutzerspezifische Claims und eine Ablaufzeit enthält, wird dann auf Client-Seite gespeichert. Für nachfolgende Anfragen zum Zugriff auf geschützte Ressourcen fügt der Client dieses JWT in den Anfrage-Header ein. Der Server überprüft bei Empfang einer solchen Anfrage die digitale Signatur des Tokens mithilfe eines geheimen Schlüssels. Diese Validierung bestätigt die Integrität und Authentizität des Tokens. Basierend auf den Claims innerhalb des Tokens authentifiziert der Server dann den Benutzer und bestimmt dessen Berechtigung, auf die angeforderte Ressource zuzugreifen, ohne eine Datenbank für Sitzungsinformationen abfragen zu müssen.

JSON Web Tokens (JWTs) werden für mehrere wichtige Anwendungsfälle am effektivsten eingesetzt. Sie werden überwiegend zur Autorisierung verwendet, wodurch Benutzer nach einer ersten Anmeldung sicher auf erlaubte Routen und Ressourcen zugreifen können. Der Token dient als Anmeldeinformation, die die Identität und Berechtigungen eines Benutzers beweist. Eine weitere wichtige Anwendung ist der sichere Informationsaustausch zwischen Parteien, wobei die digitale Signatur die Integrität und Authentizität der übertragenen Daten gewährleistet. Darüber hinaus sind JWTs ein Eckpfeiler für die Implementierung von Single Sign-On (SSO) über mehrere Domains oder Dienste hinweg, wodurch Benutzer sich einmal anmelden und nahtlos auf verschiedene verbundene Anwendungen zugreifen können.

Die Integration von JWTs bietet zahlreiche Vorteile, die die Sicherheit und Effizienz einer Anwendung verbessern. Sie ermöglichen eine zustandslose Authentifizierung, was bedeutet, dass der Server keine Sitzungsdaten speichern muss, was zu einer verbesserten Skalierbarkeit und einer reduzierten Serverlast führt. JWTs sind aufgrund ihrer digitalen Signatur manipulationssicher, was die Datenintegrität und Authentizität gewährleistet. Ihre kompakte und eigenständige Natur ermöglicht eine einfache Übertragung und vereinfacht das Sitzungsmanagement. Darüber hinaus unterstützen JWTs die plattformübergreifende Kompatibilität, was sie vielseitig für den Einsatz über verschiedene Clients und Dienste hinweg macht. Diese Eigenschaften tragen zu einem robusteren, effizienteren und sichereren Authentifizierungs- und Autorisierungssystem bei.

Obwohl ein JSON Web Token (JWT) keine Authentifizierungsmethode im Sinne der direkten Überprüfung von Benutzeranmeldeinformationen ist, ist es eine kritische Komponente, die stark für die Authentifizierung und Autorisierung nach dem Login verwendet wird. Es fungiert als sichere, eigenständige Anmeldeinformation, die Clients dem Server präsentieren, um ihre Identität und ihren Autorisierungsstatus für nachfolgende Anfragen zu beweisen. JWTs integrieren sich oft nahtlos in umfassendere Sicherheitsprotokolle wie OAuth 2.0. In solchen Szenarien handhabt OAuth 2.0 den Autorisierungs-Grant-Prozess, während JWTs üblicherweise verwendet werden, um die ausgestellten Zugriffstoken darzustellen, was eine standardisierte und sichere Möglichkeit bietet, Autorisierungsinformationen zu übermitteln.

Das Payload eines JWT enthält verschiedene 'Claims', die Aussagen über eine Entität, oft den Benutzer, und zusätzliche Daten sind. Standard-Claims, auch als registrierte Claims bekannt, sind für den allgemeinen Gebrauch vordefiniert und verbessern die Interoperabilität. Wichtige Beispiele sind `iss` (Aussteller), das die Entität identifiziert, die das JWT ausgestellt hat; `sub` (Subjekt), das den Prinzipal identifiziert, über den der Token Informationen behauptet; `aud` (Zielgruppe), das die Empfänger spezifiziert, für die das JWT bestimmt ist; `exp` (Ablaufzeit), das die Zeit angibt, nach der das JWT nicht mehr akzeptiert werden darf; `iat` (Ausstellungszeitpunkt), das den Zeitpunkt markiert, wann das JWT ausgestellt wurde; und `jti` (JWT ID), ein eindeutiger Bezeichner für das JWT.