什么是 JSON Web 密钥 (JWK)？
JSON Web 密钥 (JWK) 是用于表示加密密钥的基于 JSON 的格式。它广泛用于 JSON Web 签名 (JSON Web Signatures, JWS) 和 JSON Web 加密 (JSON Web Encryption, JWE) 的上下文中，以验证 JSON Web Tokens (JWT) 的完整性和机密性。它也用于 OpenID Connect (OIDC) 中进行身份和访问管理。
例如，一个 PEM 编码的 ECDSA 公钥：
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MHYwEAYHKoZIzj0CAQYFK4EEACIDYgAEF/xQdbOho2Jw0hgmNPD0VAEPAgkQrfD4
f1Qx3y49cUm646fMBX9DYx+43HzXm6VdX77uFymz90aO4dBunpTdUzLFRAiT7+In
gzZGDrIE+FG6CcqQuRP65r65SUzDOmP5
-----END PUBLIC KEY-----
…可以表示为一个 JWK：
{
"kty": "EC",
"crv": "P-384",
"x": "F_xQdbOho2Jw0hgmNPD0VAEPAgkQrfD4f1Qx3y49cUm646fMBX9DYx-43HzXm6Vd",
"y": "X77uFymz90aO4dBunpTdUzLFRAiT7-IngzZGDrIE-FG6CcqQuRP65r65SUzDOmP5"
}
JWK 如何工作？
由于 JWK 是一种基于 JSON 的格式，与传统的格式如 PEM 相比，它可以携带关于密钥的丰富元数据。下面是 JWK 中的一些常见属性：
kty(Key Type): 使用密钥的加密算法家族。常见值包括RSA、EC和oct。在 RFC 7518 中，EC被标记为“推荐+”。use(Public Key Use): 公钥的预期用途。常见值包括sig(签名) 和enc(加密)。key_ops(Key Operations): 密钥支持的操作。常见值包括sign、verify、encrypt和decrypt。alg(Algorithm): 预期使用该密钥的算法。根据密钥类型，算法可能会有所不同。例如，RS256可能用于 RSA 密钥，而ES256可能用于 EC 密钥。kid(Key ID): 密钥的唯一标识符。它可以用于在一组密钥中匹配一个特定的密钥。
除了 kty，其他所有属性都是可选的，可以用于提供关于密钥的附加上下文。根据 kty 的值，其他属性可能是必需的或可选的。在上面的例子中，JWK 表示一个 ECDSA 密钥 (kty: "EC")，使用 P-384 曲线 (crv: "P-384")。x 和 y 属性包含公钥坐标。
下面是一个 RSA 公钥 JWK 的非规范示例：
{
"kty": "RSA",
"use": "sig",
"alg": "RS256",
"n": "0vx7agoebGcQSuuPiLJXZpt...-TmV4HCA1T8jXg3fE2VbA",
"e": "AQAB",
"kid": "2011-04-29-1234"
}
有关 JWK 属性及其含义的详细信息，请参阅 RFC 7517 。
JSON Web 密钥 Set (JWKS)
当需要将多个 JWK 组合在一起时，它们会被组织成一个 JSON Web 密钥 Set (JWKS)。JWKS 是一个 JSON 对象，包含一个 JWK 数组。在 OpenID Connect (OIDC) 发现 (Discovery) 中，通常在 jwks_uri 端点的响应中使用它来提供 JWT 签名密钥 (Signing key) 验证的公钥。
以下是一个包含两个 JWK 的 JWKS 的非规范示例：
{
"keys": [
{
"kty": "RSA",
"use": "sig",
"alg": "RS256",
"n": "0vx7agoebGcQSuuPiLJXZpt...-TmV4HCA1T8jXg3fE2VbA",
"e": "AQAB",
"kid": "2011-04-29-1234"
},
{
"kty": "EC",
"crv": "P-384",
"x": "F_xQdbOho2Jw0hgmNPD0VAEPAgkQrfD4f1Qx3y49cUm646fMBX9DYx-43HzXm6Vd",
"y": "X77uFymz90aO4dBunpTdUzLFRAiT7-IngzZGDrIE-FG6CcqQuRP65r65SUzDOmP5"
}
]
}
在这个示例中，JWKS 包含两个 JWK：一个 RSA 密钥和一个 EC 密钥。keys 属性是一个 JWK 数组，每一个代表一个不同的密钥。