JWT (JSON Web Token) — это замечательный стандарт, основанный на формате JSON, позволяющий создавать токены доступа, обычно используемые для аутентификации в клиент-серверных приложениях. При использовании этих токенов возникает вопрос о том, как безопасно хранить их во фронтенд-части приложения. Этот вопрос нужно решить сразу же после того, как токен сгенерирован на сервере и передан клиентской части приложения.
Материал, перевод которого мы сегодня публикуем, посвящён разбору плюсов и минусов использования локального хранилища браузера (localStorage) и куки-файлов для хранения JWT.
Виды токенов
- Токены доступа (access tokens) обычно представляют собой короткоживущие JWT, подписанные сервером. Они включаются в каждый HTTP-запрос, выполняемый клиентом к серверу. Токены используются для авторизации запросов.
- Токены обновления (refresh tokens) обычно представлены долгоживущими токенами, хранящимися в базе данных и используемыми для получения нового токена доступа при истечении срока действия предыдущего токена.
Где именно следует хранить токены на клиенте?
Существует 2 распространённых способа хранения токенов на клиенте: локальное хранилище браузера и куки-файлы. О том, какой способ лучше, много спорят. Большинство людей склоняется в сторону куки-файлов из-за их лучшей защищённости.
Давайте сравним локальное хранилище и куки-файлы. Наше сравнение основано, преимущественно, на этом материале и на комментариях к нему.
Локальное хранилище
▍Преимущества
Основное преимущество локального хранилища заключается в том, что им удобно пользоваться.
- Работа с локальным хранилищем организована очень удобно, тут используется чистый JavaScript. Если у вашего приложения нет бэкенда, и вы полагаетесь на чужие API, не всегда можно запросить у этих API установку особых куки-файлов для вашего сайта.
- Используя локальное хранилище, удобно работать с API, которые требуют размещать токен доступа в заголовок запроса. Например — так:
Authorization Bearer ${access_token}.
▍Недостатки
Главный недостаток локального хранилища — это его уязвимость к XSS-атакам.
- При выполнении XSS-атаки злоумышленник может запустить свой JavaScript-код на вашем сайте. Это означает, что атакующий может получить доступ к токену доступа, сохранённому в
localStorage. - Источником XSS-атаки может быть сторонний JavaScript-код, включённый в состав вашего сайта. Это может быть что-то вроде React, Vue, jQuery, скрипта Google Analytics и так далее. В современных условиях почти невозможно разработать сайт, в состав которого не входят библиотеки сторонних разработчиков.
Куки-файлы
▍Преимущества
Главное преимущество куки-файлов заключается в том, что они недоступны из JavaScript. В результате они не так уязвимы к XSS-атакам, как локальное хранилище.
- Если вы используете флаг
HttpOnlyи защищённые куки-файлы, это означает, что из JavaScript нельзя получить доступ к этим файлам. То есть, если даже атакующий сможет запустить свой код на вашей странице, ему не удастся прочитать токен доступа из куки-файла. - Куки автоматически отправляются в каждом HTTP-запросе к серверу.
▍Недостатки
В зависимости от конкретных обстоятельств может случиться так, что токены в куки-файлах сохранить не удастся.
- Размер куки-файлов ограничен 4 Кб. Поэтому, если вы используете большие JWT, хранение их в куки-файлах вам не подойдёт.
- Существуют сценарии, при реализации которых вы не можете передавать куки своему API-серверу. Возможно и то, что какой-то API требует размещения токена в заголовке
Authorization. В таком случае вы не сможете хранить токены в куки-файлах.
XSS-атаки
Локальное хранилище уязвимо к XSS-атакам из-за того, что с ним очень легко работать, используя JavaScript. Поэтому злоумышленник может получить доступ к токену и воспользоваться им в своих интересах. Однако, хотя HttpOnly-куки и недостижимы из JavaScript, это не означает, что вы, используя куки, защищены от XSS-атак, направленных на кражу токена доступа.
Если атакующий может запускать свой JS-код в вашем приложении, это значит, что он может просто отправить вашему серверу запрос, а токен будет включён в этот запрос автоматически. Такая схема работы просто не так удобна для атакующего, так как он не может прочитать содержимое токена. Но подобное нужно атакующим нечасто. Кроме того, при такой схеме работы злоумышленнику может быть выгоднее атаковать сервер, пользуясь компьютером жертвы, а не собственным.
Куки-файлы и CSRF-атаки
CSRF-атаки — это атаки, в ходе которых пользователя каким-то образом принуждают к выполнению особого запроса. Например, сайт принимает запросы на изменение адреса электронной почты:
POST /email/change HTTP/1.1
Host: site.com
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 50
Cookie: session=abcdefghijklmnopqrstu
email=myemail.example.com
В такой ситуации атакующий может создать форму со скрытым полем для ввода адреса электронной почты, которая отправляет POST-запрос на https://site.com/email/change. При этом сессионные куки автоматически будут включены в такой запрос.
Правда, от этой угрозы можно легко защититься, использовав атрибут SameSite в заголовке ответа и анти-CSRF токены.
Промежуточные итоги
Хотя и куки-файлы не отличаются полной неуязвимостью к атакам, для хранения токенов лучше всего, всегда, когда это возможно, выбирать именно их, а не localStorage. Почему?
- И локальное хранилище, и куки уязвимы к XSS-атакам, но злоумышленнику будет сложнее совершить атаку в том случае, если используются HttpOnly-куки.
- Куки уязвимы к CSRF-атакам, но риск таких атак можно смягчить, используя атрибут
SameSiteи анти-CSRF токены.
Куки-файлами можно пользоваться даже в тех случаях, когда надо применять заголовок Authorization: Bearer, или когда JWT больше 4 Кб. Это, кроме того, согласуется с рекомендациями OWASP: «Не храните идентификаторы сессий в локальном хранилище, так как соответствующие данные всегда доступны из JavaScript. Куки-файлы могут помочь снизить риск благодаря HttpOnly».
Использование куки-файлов для хранения токенов OAuth 2.0
Давайте кратко перечислим способы хранения токенов:
- Способ 1: хранение токенов в локальном хранилище. Этот способ подвержен XSS-атакам.
- Способ 2: хранение токенов в HttpOnly-куки. Этот способ подвержен CSRF-атакам, но риск подобных атак может быть смягчён. От XSS-атак этот вариант хранения токенов защищён немного лучше первого.
- Способ 3: хранение токенов обновления в HttpOnly-куки, а токенов доступа — в памяти. Этот способ хранения токенов безопаснее в плане CSRF-атак и немного лучше защищён от XSS-атак.
Ниже мы подробнее рассмотрим третий способ хранения токенов, так как он, из трёх перечисленных, выглядит самым интересным.
Почему хранение токена обновления в HttpOnly-куки безопаснее с точки зрения CSRF-атак?
Злоумышленник может создать форму, которая обращается к /refresh_token. В ответ на этот запрос возвращается новый токен доступа. Но атакующий не может прочитать ответ в том случае, если он использует HTML-форму. Для того чтобы не дать атакующему успешно выполнять fetch- или AJAX-запросы и читать ответы, нужно, чтобы CORS-политика сервера авторизации была бы настроена правильно, а именно — так, чтобы сервер не реагировал бы на запросы от неавторизованных веб-сайтов.
Как всё это настроить?
Шаг 1: возврат токена доступа и токена обновления при аутентификации пользователя
После того, как пользователь аутентифицируется, сервер аутентификации возвращает access_token (токен доступа) и refresh_token (токен обновления). Токен доступа будет включён в тело ответа, а токен обновления — в куки.
Вот что нужно использовать для настройки куки-файлов, предназначенных для хранения токенов обновления:
- Флаг
HttpOnly— чтобы не дать прочесть токен из JavaScript. - Флаг
secure=true, что приведёт к тому, что данные будут передаваться только по HTTPS. - Флаг
SameSite=strictнужно использовать всегда, когда это возможно, что позволит защититься от CSRF-атак. Этот подход может использоваться только в том случае, если сервер авторизации относится к тому же сайту, что и фронтенд системы. Если это не так, тогда сервер авторизации должен устанавливать CORS-заголовки на бэкенде, или использовать другие методы для того чтобы убедиться в том, что запрос с токеном обновления может быть выполнен только авторизованным веб-сайтом.
Шаг 2: сохранение токена доступа в памяти
Хранение токена доступа в памяти означает, что токен, в коде фронтенда, записывают в переменную. Это, конечно, означает, что токен будет утерян в том случае, если пользователь закроет вкладку, на которой открыт сайт, или обновит страницу. Именно поэтому у нас имеется токен обновления.
Шаг 3: получение нового токена доступа с использованием токена обновления
Если токен доступа оказывается утраченным или недействительным, нужно обратиться к конечной точке /refresh_token. При этом токен обновления, который, на шаге 1, был сохранён в куки-файле, будет включён в запрос. После этого вы получите новый токен доступа, который сможете использовать для выполнения запросов к API.
Всё это значит, что JWT могут быть больше 4 Кб, и то, что их можно помещать в заголовок Authorization.
Итоги
То, о чём мы тут рассказали, должно дать вам базовую информацию о хранении JWT на клиенте, и о том, как сделать ваш проект безопаснее.
Как вы храните JWT на клиенте?
Автор: ru_vds
