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技术 2022年11月23日
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1.什么是JWT?

 JWT全称JSON Web Token。是为了在网络应用环境键传递声明而执行的一种基于JSON的开放标准。

2.JWT的使用场景?

  授权:一旦用户登录,每个后续请求将包括JWT,允许用户访问该令牌允许的路由,服务和资源。单点登录是一种在广泛使用JWT的功能,因为它的开销很小,并且能够在不同的域中轻松使用。

  信息交换:JSON Web令牌是在各方之间安全传输信息的好方法。因为JWT可以签名 – 例如,使用公钥/私钥对 – 您可以确定发件人是他们所说的人。此外,由于使用标头和有效负载计算签名,您还可以验证内容是否未被篡改。

3.JWT的结构组成?

  由三部分组成,用(.)进行分隔,他们是

  • 头部(header)
  • 有效载荷(payload)
  • 签名(signature)

  因此,JWT通常如下表示

  xxxxxx.yyyyy.zzzzz

  头部:

  JWT头部分是一个描述JWT元数据的JSON对象,通常如下所示

  JWT的入门案例

在上面的代码中,alg属性表示签名使用的算法,默认为HMAC SHA256(写为HS256);typ属性表示令牌的类型,JWT令牌统一写为JWT。然后,这个json被编码称Base64Url,形成JWT的第一部分。

  有效载荷:

  有效载荷是JWT的主体内容部分,也是一个JSON对象,包含需要传递的数据。JWT指定七个默认字段供选择。

  iss:发行人

  exp:到期时间

  sup:主题

  aud:用户

  nbf:在此之前不可用

  iat:发行时间

  jti:JWT ID用于标识该JWT

  除以上默认字段外,我们还可以自定义私有字段,如下例:

  JWT的入门案例

  请注意,默认情况下JWT是未加密的,任何人都可以解读其内容,因此不要构建隐私信息字段,存放保密信息,以防止信息泄露。

  JSON对象也使用Base64 URL算法转换为字符串保存,形成JWT第二部分。

  签名:

  签名是对上面两部分数据签名,通过指定的算法生成哈希,以确保数据不会被篡改。

  首先,需要制定一个密钥(secret)。该密钥仅仅为保存在服务器中,并且不能向用户公开。然后,使用头部中指定的签名算法(默认情况下为HMACSHA256)根据以下公式生成签名。

  JWT的入门案例

  在计算出签名后,将JWT头部,有效载荷和签名的三个部分组合成一个字符串,每个部分用”.”分隔,就构成整个JWT对象,返回给用户。

4.JWT的用法?

  JWT的原理是,服务器认证以后,生成一个JSON对象,发回给用户,如下面格式

  {
  "姓名": "张三",
   "角色": "管理员",
  "到期时间": "2018年7月1日0点0分"
  }

  以后用户与服务端通信的时候,都要返回这个JSON对象。服务器完全只靠这个对象认定用户身份。为了防止用户篡改数据,服务器在生成这个对象的时候,会加上签名。

  客户端收到服务器返回的JWT,可以存储到Cookie里面,也可以存储到localStorage。

  此后,客户端每次与服务器通信,都要带上这个JWT。你可以把它放在cookie里面自动发送,但是这样就不能实现跨域。所以更好的做法是放在HTTP请求的头信息Authorization字段里面

  另一种做法是,跨域的时候,JWT就放在POST请求的数据里面。

5.JWT特点?

  (1)JWT默认是不加密的,但也是可以加密的。生成原始Token以后,可以用密钥在加密一次。

  (2)JWT不加密的情况下,不能将秘密数据写入JWT。

  (3)JWT不仅可以用于认证,也可以死用于交换信息。有效使用JWT,可以降低服务器的查询数据库的次数。

  (4)JWT最大的缺点是,用于服务器不保存sessi000on状态,因此无法在使用过程中废止某个token,或者更改token的权限,也就是说,一旦JWT签发了,在到期之前就会始终有效,除非服务器部署额外的逻辑。

  (5)JWT本身包含了认证信息,一旦泄露,任何人都可以获得该令牌的所有权限。为了减少盗用,JWT的有效期限应该设置的比较短。对于一些比较重要的权限,使用时应该再次对用户进行认证。

  (6)为了较少盗用,JWT不应该使用HTTP协议明码传输,要使用HTTPS协议传输。

7.JWT的入门案例(Java方式)

  创建一个项目,先引入依赖。

  JWT的入门案例

  创建一个Jwtutil工具类,里面有包括创建Jwt和解析Jwt

创建JWT

public String createJWT(String id, String subject, long ttlMillis) throws Exception {
//指定签名的时候使用的签名算法,也就是header那部分,jjwt已经将这部分内容封装好了
SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;
//生成JWT的时间
long nowMillis = System.currentTimeMillis();
Date now = new Date(nowMillis);
//创建payload的私有声明(根据特定的业务需要添加,如果要拿这个做验证,一般是需要和jwt的接收方提前沟通好验证方式的)
Map<String,Object> claims = new HashMap<String,Object>();
  claims.put("uid", "DSSFAWDWADAS...");
  claims.put("user_name", "admin");
  claims.put("nick_name","DASDA121");
    /**
* 生成签名的时候使用的秘钥secret,这个方法本地封装了的,一般可以从本地配置文件中读取,切记这个秘钥不能外露哦。它就是你服务端的私钥,在任何场景都不应该流露出去。一旦客户端得知这个secret, 那就意味着客户端是可以自我签发jwt了。
*/
SecretKey key = generalKey();
//下面就是在为payload添加各种标准声明和私有声明了
//这里其实就是new一个JwtBuilder,设置jwt的body
JwtBuilder builder = Jwts.builder()
//如果有私有声明,一定要先设置这个自己创建的私有的声明,这个是给builder的claim赋值,一旦写在标准的声明赋值之后,就是覆盖了那些标准的声明的
.setClaims(claims)
//设置jti(JWT ID):是JWT的唯一标识,根据业务需要,这个可以设置为一个不重复的值,主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。
.setId(id)
//iat: jwt的签发时间
.setIssuedAt(now)
//sub(Subject):代表这个JWT的主体,即它的所有人,这个是一个json格式的字符串,可以存放什么userid,roldid之类的,作为什么用户的唯一标志。
.setSubject(subject)
//设置签名使用的签名算法和签名使用的秘钥
.signWith(signatureAlgorithm, key);
if (ttlMillis >= 0) {
long expMillis = nowMillis + ttlMillis;
Date exp = new Date(expMillis);
//设置过期时间
builder.setExpiration(exp);
}
//就开始压缩为xxxxxxxxxxxxxx.xxxxxxxxxxxxxxx.xxxxxxxxxxxxx这样的jwt
return builder.compact();
}
解析JWT
public Claims parseJWT(String jwt) throws Exception{
//签名秘钥,和生成的签名的秘钥一模一样
SecretKey key = generalKey();
//得到DefaultJwtParser
Claims claims = Jwts.parser()
//设置签名的秘钥
.setSigningKey(key)
//设置需要解析的jwt
.parseClaimsJws(jwt).getBody();
//claims相当于一个map,包含了我们想要的信息
return claims;
}

  接下来测试一下,首先创建一个jwt,得到一个xxxxxx.zzzzzz.yyyyy字符串

  JWT的入门案例

  JWT的入门案例

  我们再来解析一下这个字符串:

  JWT的入门案例

  JWT的入门案例

  这样,我们就能够根据这个字符串解析出用户信息,从而验证登录授权等功能。

JWT的入门案例

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