jwt : Json Web Token
1.jwt和OAuth的区别:
OAuth2是一种授权框架 ,JWT是一种认证协议
OAuth2用在使用第三方账号登录的情况(比如使用weibo, qq, github登录某个app),而JWT是用在前后端分离, 需要简单的对后台API进行保护时使用。
2.jwt的使用场景
- Authorization (授权) :一旦用户登录,后续每个请求都将包含JWT,允许用户访问该令牌允许的路由、服务和资源。单点登录是现在广泛使用的JWT的一个特性,因为它的开销很小,并且可以轻松地跨域使用。
- Information Exchange (信息交换) : 对于安全的在各方之间传输信息而言,JSON Web Tokens无疑是一种很好的方式
3.jwt的结构
jwt由三部分组成,他们之间用圆点(.)连接。这三部分分别是:
- Header
- Payload
- Signature
所以,一个jwt的组成看起来是这个样子的:
xxxxx.yyyyy.zzzzz
接下来,具体看一下每一部分:
- Header header典型的由两部分组成:token的类型(“JWT”)和算法名称(比如:HMAC SHA256或者RSA等等)。
例如:
{
'alg': "HS256",
'typ': "JWT"
}
然后,用Base64对这个JSON编码就得到JWT的第一部分
- Payload JWT的第二部分是payload,它包含声明(要求)。声明是关于实体(通常是用户)和其他数据的声明。声明有三种类型: registered, public 和 private。
- Registered claims : 这里有一组预定义的声明,它们不是强制的,但是推荐。比如:iss (issuer), exp (expiration time), sub (subject), aud (audience)等。
- Public claims : 可以随意定义。
- Private claims : 用于在同意使用它们的各方之间共享信息,并且不是注册的或公开的声明。 下面是一个例子:
{
"sub": '1234567890',
"name": 'john',
"admin":true
}
对payload进行Base64编码就得到JWT的第二部分
注意,不要在JWT的payload或header中放置敏感信息,除非它们是加密的。
- Signature
为了得到签名部分,你必须有编码过的header、编码过的payload、一个秘钥,签名算法是header中指定的那个,然对它们签名即可。
例如:
HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + “.” + base64UrlEncode(payload), secret)
4.jwt是如何工作的
在认证的时候,当用户用他们的凭证成功登录以后,一个JSON Web Token将会被返回。此后,token就是用户凭证了,你必须非常小心以防止出现安全问题。一般而言,你保存令牌的时候不应该超过你所需要它的时间。
无论何时用户想要访问受保护的路由或者资源的时候,用户代理(通常是浏览器)都应该带上JWT,典型的,通常放在Authorization header中,用Bearer schema。header应该看起来是这样的:
Authorization: Bearer
服务器上的受保护的路由将会检查Authorization header中的JWT是否有效,如果有效,则用户可以访问受保护的资源。如果JWT包含足够多的必需的数据,那么就可以减少对某些操作的数据库查询的需要,尽管可能并不总是如此。
如果token是在授权头(Authorization header)中发送的,那么跨源资源共享(CORS)将不会成为问题,因为它不使用cookie。
JWT与Session的差异 相同点是,它们都是存储用户信息;然而,Session是在服务器端的,而JWT是在客户端的。Session方式存储用户信息的最大问题在于要占用大量服务器内存,增加服务器的开销。而JWT方式将用户状态分散到了客户端中,可以明显减轻服务端的内存压力。Session的状态是存储在服务器端,客户端只有session id;而Token的状态是存储在客户端。
5.jwt的缺点
- 安全性
由于jwt的payload是使用base64编码,没有加密,因此jwt中不能存储敏感数据。而session是存储再服务端的,相对来说更安全 - 性能
jwt太长,由于是无状态的使用jwt,所有的数据都被放到jwt中,如果还要进行一些数据交换,那载荷会更大,经过编码之后的jwt太长,cookie中一般放不下。而sessionId使用的是一个字符串,因此使用jwt的http请求开销比session开销大的多。 - 一次性
无状态是jwt的特点,但也导致了这个问题,jwt是一次性的。想修改里面的内容,就必须签发一个新的jwt。
(1)无法废弃通过上面jwt的验证机制可以看出来,一旦签发一个jwt,在到期之前就会始终有效,无法中途废弃。例如你在payload中存储了一些信息,当信息需要更新时,则重新签发一个jwt,但是由于旧的jwt还没过期,拿着这个旧的jwt依旧可以登录,那登录后服务端从jwt中拿到的信息就是过时的。为了解决这个问题,我们就需要在服务端部署额外的逻辑,例如设置一个黑名单,一旦签发了新的jwt,那么旧的就加入黑名单(比如存到redis里面),避免被再次使用。
(2)续签如果你使用jwt做会话管理,传统的cookie续签方案一般都是框架自带的,session有效期30分钟,30分钟内如果有访问,有效期被刷新至30分钟。一样的道理,要改变jwt的有效时间,就要签发新的jwt。最简单的一种方式是每次请求刷新jwt,即每个http请求都返回一个新的jwt。这个方法不仅暴力不优雅,而且每次请求都要做jwt的加密解密,会带来性能问题。另一种方法是在redis中单独为每个jwt设置过期时间,每次访问时刷新jwt的过期时间。
适合使用jwt的场景:
- 有效期短
- 只希望被使用一次