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JSON Web Signature (JWS)

JSON Web Signature (JWS) es una forma estándar de firmar y verificar datos en formato JSON. Se utiliza a menudo para asegurar la integridad y autenticidad de los JSON Web Tokens (JWT) en OpenID Connect (OIDC).

¿Qué es JSON Web Signature (JWS)?

JSON Web Signature (JWS) define un método estándar para firmar y verificar datos en formato JSON. Se utiliza ampliamente en aplicaciones modernas y estándares abiertos como OpenID Connect (OIDC) para asegurar la integridad y autenticidad de los datos transmitidos.

JWS es particularmente útil cuando se trabaja con JSON Web Tokens (JWT) . Por ejemplo, un Token de ID (ID token) o Token de acceso (Access token) puede ser firmado usando JWS y verificado por el receptor sin hacer otra solicitud de red.

¿Cómo funciona JWS?

JWS utiliza algoritmos criptográficos para firmar los datos y producir una firma. Hay dos conceptos principales en JWS: el encabezado JWS y la serialización JWS.

Encabezado JWS

JWS tiene un encabezado que contiene metadatos importantes sobre el algoritmo de firma y la gestión de claves. Algunos atributos comunes en un encabezado JWS incluyen:

alg (Algorithm): El algoritmo criptográfico utilizado para firmar los datos.
typ (Type): El tipo de token, como JWT.
kid (Key ID): Un identificador único para la clave utilizada para firmar los datos.
jku (JWK Set URL): La URL donde se encuentra el Conjunto de Claves Web JSON (JWKS) .

Para una lista detallada de los atributos del encabezado JWS, consulta JOSE Header .

Serialización JWS

JWS tiene dos formatos de serialización: compacto y JSON. Cada formato tiene su propia manera de representar los datos firmados.

Serialización compacta

En la serialización compacta, el JWS se representa como una cadena con tres partes codificadas en Base64URL separadas por puntos (.). Las tres partes son:

{{header}}.{{payload}}.{{signature}}

Cada parte tiene un propósito específico:

header: Metadatos sobre el algoritmo de firma y la gestión de claves en formato codificado Base64URL.
payload: Los datos que se están firmando en formato codificado Base64URL.
signature: La firma criptográfica del encabezado y el payload.

[!Nota] No se incluye un encabezado no protegido en la serialización compacta.

Por ejemplo, un JWS puede verse así:

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkFsaWNlIn0.Xv9da66g3y4nxs_0hlR9CBkOG9GkxfPmq1_7u4tNeXE

Después de decodificar las partes codificadas en Base64URL, el JWS consiste en lo siguiente:

Encabezado: {"alg":"HS256","typ":"JWT"}
Playback: {"sub":"1234567890","name":"Alice"}
Firma: Xv9da66g3y4nxs_0hlR9CBkOG9GkxfPmq1_7u4tNeXE

El encabezado especifica que el JWS está firmado utilizando el algoritmo HMAC-SHA256 (HS256) y que el tipo de token es JWT (typ: "JWT") en formato JSON. El payload contiene información básica del usuario, como el sujeto (sub) y el nombre (name).

La firma se calcula mediante:

Hash(
  Base64URLEncode(header) || '.' || Base64URLEncode(payload),
  secret
)

Según el encabezado JWS, el algoritmo HMAC-SHA256 se utiliza en la función Hash, donde el secret es la clave secreta compartida top-secret en este caso.

Para un ejemplo detallado de cómo funciona JWS con JWT, consulta el artículo Clave de firma (Signing key) .

Serialización JSON

La serialización JSON proporciona una manera más estructurada de representar el JWS. El JWS se representa como un objeto JSON con las siguientes propiedades:

{
  "payload": "{{payload}}",
  "signatures": [
    {
      "protected": "{{protected-header}}",
      "header": "{{header}}",
      "signature": "{{signature}}"
    }
  ]
}

payload: El payload codificado en Base64URL. Estos son los datos que se están firmando.
signatures: Un array de objetos de firma, cada uno con el encabezado protegido, el encabezado y la firma.

Cada objeto de firma puede incluir:
- protected: El encabezado protegido codificado en Base64URL (header en la serialización compacta).
- header: El encabezado no protegido en formato JSON. El encabezado no está incluido en la firma.
- signature: La firma criptográfica del encabezado y el payload (signature en la serialización compacta).

Por ejemplo, un JWS en serialización JSON puede verse así:

{
  "payload": "eyJzdWIiOiIx...bGciOiJIUzI1NiJ9",
  "signatures": [
    {
      "protected": "eyJhbGci...InR5cCI6IkpXVCJ9",
      "header": {
        "kid": "2010-12-29"
      },
      "signature": "Xv9da66g3y4nxs...R9CBkOG9GkxfPmq1_7u4tNeXE"
    },
    {
      "protected": "eyJhbGci...InR5cCI6IkpXVCJ9",
      "header": {
        "kid": "2010-12-30"
      },
      "signature": "Yv9da66g3y4nxs...R9CBkOG9GkxfPmq1_7u4tNeXE"
    }
  ]
}

En el ejemplo anterior, hay dos firmas (signatures array) para el mismo payload. Cada objeto de firma contiene el encabezado protegido, el encabezado y la firma.