JWTトークンとは？仕組み・構造・使い方をわかりやすく解説

JWT（JSON Web Token）の仕組み、Header・Payload・Signatureの構造、アクセストークンとリフレッシュトークンの違い、セキュリティの注意点を解説します。

JWTとは？

JWT（JSON Web Token、ジョットと読む）は、2者間で情報を安全にやり取りするためのトークン形式です。RFC 7519で標準化されています。

主にWebアプリケーションの認証（Authentication）と認可（Authorization）に使われます。ユーザーがログインすると、サーバーがJWTを発行し、以降のリクエストではそのJWTをHTTPヘッダーに含めてAPIを呼び出します。

なぜJWTが使われるのか

従来のセッションベース認証では、サーバー側でセッション情報を保持する必要がありました。JWTはトークン自体に情報を含むため、サーバー側で状態を管理する必要がありません（ステートレス）。これにより以下のメリットがあります。

スケーラビリティ: 複数サーバーでセッション共有が不要
マイクロサービス: サービス間でユーザー情報を受け渡しやすい
モバイルアプリ: Cookieを使わずにトークンベースで認証

JWTの構造

JWTは3つのパートで構成され、ドット（.）で区切られます。

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.
eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IuWxseeUsOWkqumDjiIsImlhdCI6MTUxNjIzOTAyMn0.
SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

1. Header（ヘッダー）

アルゴリズムとトークンの種類を指定します。

{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

alg: 署名アルゴリズム（HS256, RS256, ES256等）
typ: トークンタイプ（常にJWT）

2. Payload（ペイロード）

トークンに含めるデータ（クレーム）です。

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "山田太郎",
  "role": "admin",
  "iat": 1516239022,
  "exp": 1516242622
}

標準クレーム:

クレーム	名称	説明
`iss`	Issuer	トークン発行者
`sub`	Subject	トークンの対象（ユーザーID等）
`aud`	Audience	トークンの受信者
`exp`	Expiration	有効期限（UNIXタイムスタンプ）
`iat`	Issued At	発行日時
`nbf`	Not Before	この時刻より前は無効
`jti`	JWT ID	トークンの一意識別子

これに加えて、name、role、emailなどのカスタムクレームを追加できます。

3. Signature（署名）

ヘッダーとペイロードを改ざんされていないことを検証するための署名です。

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload),
  secret
)

秘密鍵を知らない限り、署名を生成できないため、トークンの改ざんを検出できます。

署名アルゴリズムの種類

アルゴリズム	種類	用途
HS256	共有鍵（HMAC）	シンプルなアプリ。サーバーが1台の場合
RS256	公開鍵/秘密鍵（RSA）	マイクロサービス。公開鍵で検証
ES256	公開鍵/秘密鍵（ECDSA）	RS256より軽量。モバイル向き

推奨: マイクロサービスやサードパーティ連携がある場合は RS256 または ES256 を使いましょう。HS256は秘密鍵を全サービスで共有する必要があるため、鍵漏洩リスクが高くなります。

アクセストークンとリフレッシュトークン

実際のアプリケーションでは、2種類のトークンを組み合わせて使います。

アクセストークン

目的: APIリクエストの認可
有効期限: 短い（15分〜1時間）
保存場所: メモリ内（推奨）
含む情報: ユーザーID、権限（role）

リフレッシュトークン

目的: アクセストークンの再発行
有効期限: 長い（7日〜30日）
保存場所: HttpOnly Cookie（推奨）
含む情報: ユーザーIDのみ

フロー

1. ログイン → サーバーがアクセストークン + リフレッシュトークンを発行
2. APIリクエスト → Authorization: Bearer <アクセストークン>
3. アクセストークン期限切れ → リフレッシュトークンで再発行
4. リフレッシュトークン期限切れ → 再ログイン

セキュリティの注意点

やってはいけないこと

Payloadに機密情報を入れない: JWTのPayloadはBase64URLエンコードされているだけで、暗号化されていません。誰でもデコードして中身を読めます。パスワード、クレジットカード番号などは絶対に含めないでください。
アルゴリズムをnoneにしない: "alg": "none" を許可すると、署名なしのトークンが有効になってしまいます。
秘密鍵を弱くしない: HS256の秘密鍵は少なくとも256ビット（32文字以上）のランダムな文字列を使いましょう。
有効期限を長くしすぎない: アクセストークンは15分〜1時間程度に設定し、リフレッシュトークンと組み合わせて使います。

ベストプラクティス

exp（有効期限）を必ず設定する
iss（発行者）とaud（受信者）を検証する
HTTPSでのみトークンを送信する
トークンのサイズを小さく保つ（不要なクレームを含めない）
RS256 / ES256を使い、公開鍵で検証する

JWTの実装例

Node.js（jsonwebtokenライブラリ）

const jwt = require('jsonwebtoken');

// トークン生成
const token = jwt.sign(
  { sub: 'user123', role: 'admin' },
  process.env.JWT_SECRET,
  { expiresIn: '1h' }
);

// トークン検証
try {
  const decoded = jwt.verify(token, process.env.JWT_SECRET);
  console.log(decoded); // { sub: 'user123', role: 'admin', iat: ..., exp: ... }
} catch (err) {
  console.error('トークンが無効です');
}

Python（PyJWTライブラリ）

import jwt
import datetime

# トークン生成
payload = {
    'sub': 'user123',
    'role': 'admin',
    'exp': datetime.datetime.utcnow() + datetime.timedelta(hours=1)
}
token = jwt.encode(payload, 'secret', algorithm='HS256')

# トークン検証
decoded = jwt.decode(token, 'secret', algorithms=['HS256'])

まとめ

JWTは現代のWeb認証において不可欠な技術です。覚えておくべきポイントは以下の通りです。

3パート構成: Header.Payload.Signature
Payloadは暗号化されない: Base64URLエンコードなので中身は読める
短い有効期限 + リフレッシュトークン: セキュリティと利便性の両立
RS256推奨: マイクロサービスでは公開鍵/秘密鍵方式が安全

JWTの中身を確認したいときは、JWTデコードツールを使えばHeader・Payload・署名をワンクリックで確認できます。

この記事の内容はAssistyのJWTデコードで実際にお試しいただけます。