JSON Web 签名（JWS）与加密（JWE）

<think>好的，我需要回答用户关于JWS和JWE的区别及用法的问题。首先，我得回忆一下JWS和JWE的基本概念。JWS主要是用于签名，确保数据的完整性和来源验证，而JWE用于加密，保护数据的机密性。用户可能想知道它们各自的应用场景，以及如何选择使用哪一个。根据提供的引用，引用[1]提到JWS带有签名部分，而JWE加密payload。引用[4]区分了JWT的结构，其中JWS处理签名，JWE处理加密。需要指出两者的核心功能差异：签名vs加密，以及对应的安全目标。 接下来，使用场景方面，用户可能需要知道什么时候该用签名，比如API认证，什么时候需要加密，比如传输敏感信息。引用[2]和[3]提到JWS的序列化形式和结构，可以举例说明JWS的应用，如JWT令牌。而JWE适用于需要保密的情况，如传输加密数据。结构差异部分，引用[1]和[3]描述了JWS的结构包含签名，而JWE的结构包含加密的密文。需要详细说明两者的组成部分，比如JWS的header、payload、signature，而JWE的header、加密密钥、初始化向量、密文和认证标签等。 最后，结合用户的问题，可能需要生成相关问题，比如如何生成密钥，如何选择算法，或者实际应用中的最佳实践。需要确保问题覆盖用户可能感兴趣的扩展内容。 现在需要组织这些信息，用中文清晰回答，并正确引用来源。同时检查LaTeX格式是否符合要求，行内公式用$...$，独立公式用$$...$$。确保没有使用markdown，段落分隔自然。</think>### JSON Web 签名（JWS）与JSON Web 加密（JWE）的区别和用法 #### 1. **核心功能差异** - **JWS（JSON Web Signature）** 用于生成数字签名，确保数据完整性和来源验证。通过签名部分（`signature`）验证内容是否被篡改[^1]。例如，JWT（JSON Web Token）默认使用JWS实现认证令牌，确保声明的可信性[^4]。 结构示例：`Header.Payload.Signature`，其中`Payload`是明文数据[^1][^3]。 - **JWE（JSON Web Encryption）** 用于加密数据，确保数据机密性。将`Payload`转换为密文，防止未授权方读取[^1][^4]。例如，传输敏感信息（如用户隐私数据）时使用。 结构示例：`Header.EncryptedKey.IV.Ciphertext.AuthenticationTag`，包含加密算法、密钥和初始化向量等[^1]。 #### 2. **使用场景对比** | **场景** | **JWS适用性** | **JWE适用性** | |------------------------|---------------------------------------|---------------------------------------| | API身份认证 | ✅ 生成带有签名的令牌（如JWT）[^4] | ❌ 无需加密 | | 传输敏感数据（如密码） | ❌ 仅签名无法隐藏数据 | ✅ 加密确保数据保密 | | 数据防篡改验证 | ✅ 签名验证完整性[^1] | ❌ 加密不直接验证完整性 | #### 3. **技术实现差异** - **JWS签名流程** 1. 生成头部（`Header`），声明算法（如`HS256`）[^3]。 2. 对`Header`和`Payload`进行Base64Url编码。 3. 使用密钥对拼接后的字符串计算签名[^2]。 代码示例（伪代码）： ```python signature = HMAC-SHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret) ``` - **JWE加密流程** 1. 生成加密密钥（可能通过密钥协商协议）。 2. 使用对称算法（如`AES-GCM`）加密`Payload`。 3. 封装加密后的数据及元信息（如IV）[^1]。 #### 4. **如何选择？** - **需要验证数据来源或完整性** → 选择JWS。 - **需要保护数据隐私** → 选择JWE。 - **两者兼顾** → 可组合使用（如先加密再签名，或先签名再加密）[^1]。 ---