文章目录
- 一、什么是JWT
- 二、JWT的标准结构
- 三、代码实战
- 1.引入依赖
- 2.创建JWT工具类
- 3.创建自定义注解
- 3.编写创建的拦截器
- 4.在controller需要验证的接口加上注解即可
- 五、为什么使用的是JWT
- 基于传统的Session认证
- 基于JWT认证
- 总结
一、什么是JWT
一句话：JSON Web Token
# 1.翻译
- 官网地址: https://jwt.io/introduction/
- 翻译: jsonwebtoken（JWT）是一个开放标准（rfc7519），它定义了一种紧凑的、自包含的方式，用于在各方之间以JSON对象安全地传输信息。此信息可以验证和信任，因为它是数字签名的。jwt可以使用秘密（使用HMAC算法）或使用RSA或ECDSA的公钥/私钥对进行签名
# 2.通俗解释
- JWT简称JSON Web Token,也就是通过JSON形式作为Web应用中的令牌,用于在各方之间安全地将信息作为JSON对象传输。在数据传输过程中还可以完成数据加密、签名等相关处理。二、JWT的标准结构
- header.payload.singnature
# 1.令牌组成
- 1.标头(Header)
- 2.有效载荷(Payload)
- 3.签名(Signature)
- 因此，JWT通常如下所示:xxxxx.yyyyy.zzzzz Header.Payload.Signature# 2.Header
- 标头通常由两部分组成：令牌的类型（即JWT）和所使用的签名算法，例如HMAC SHA256或RSA。
数据会使用 Base64 编码组成 JWT 结构的第一部分。
- 注意:Base64是一种编码，也就是说，它是可以被翻译回原来的样子来的。它并不是一种加密过程。{
"alg": "HS256", //签名算法
"typ": "JWT" //令牌类型
}# 3.Payload
- 令牌的第二部分是有效负载，其中包含声明。声明是有关实体（通常是用户）和其他数据的声明。同样的，它会使用 Base64 编码组成 JWT 结构的第二部分{
"sub": "1234567890", //用户id
"name": "John Doe",
"admin": true
}# 4.Signature
- 前面两部分都是使用 Base64 进行编码的，即前端可以解开知道里面的信息。Signature 需要使用编码后的 header 和 payload 以及我们提供的一个密钥，然后使用 header 中指定的签名算法（HS256）进行签名。签名的作用是保证 JWT 没有被篡改过
- 如:
HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload),secret);
# 验签过程
- Header和Payload两部分的Base64编码加在一起，根据我们提供的一个密钥，用HS256算法加密，生成的结果就是第三部分Signature。三个在一起形成token。
- 验签的时候，就是把收到的token里的Header和Payload两部分再加密看看是否等于Signature。
# 签名目的
- 最后一步签名的过程，实际上是对头部以及负载内容进行签名，防止内容被窜改。如果有人对头部以及负载的内容解码之后进行修改，再进行编码，最后加上之前的签名组合形成新的JWT的话，那么服务器端会判断出新的头部和负载形成的签名和JWT附带上的签名是不一样的。如果要对新的头部和负载进行签名，在不知道服务器加密时用的密钥的话，得出来的签名也是不一样的。
# 信息安全问题
- 在这里大家一定会问一个问题：Base64是一种编码，是可逆的，那么我的信息不就被暴露了吗？
- 是的。所以，在JWT中，不应该在负载里面加入任何敏感的数据。在上面的例子中，我们传输的是用户的User ID。这个值实际上不是什么敏 感内容，一般情况下被知道也是安全的。但是像密码这样的内容就不能被放在JWT中了。如果将用户的密码放在了JWT中，那么怀有恶意的第 三方通过Base64解码就能很快地知道你的密码了。因此JWT适合用于向Web应用传递一些非敏感信息。JWT还经常用于设计用户认证和授权系 统，甚至实现Web应用的单点登录。三、代码实战
JWT基本知识就到这里，已经足够我们开始开发代码了。
总体步骤：
- 1.添加依赖，创建jwt工具类和拦截器，以及拦截器配置
- 2.编写自定义注解，添加isRequired属性方便判断，给个默认值true
- 3.拦截器preHandle从 http 请求头中取出 token，判断是否映射到方法
- 4.检查有没有自定义的的注解，有则需要取出并验证,否则抛出错误信息
1.引入依赖
<!--引入jwt-->
<dependency>
<groupId>com.auth0</groupId>
<artifactId>java-jwt</artifactId>
<version>3.4.0</version>
</dependency>2.创建JWT工具类
此类是开发时，可直接生成根据传入payload生成对应token，可直接调用验证token有效性。
public class JWTUtils {
private static String TOKEN = "token!Q@W3e4r";
/**
* 生成token
* @param map //传入payload
* @return 返回token
*/
public static String getToken(Map<String,String> map){
JWTCreator.Builder builder = JWT.create();
map.forEach((k,v)->{
builder.withClaim(k,v);
});
Calendar instance = Calendar.getInstance();
instance.add(Calendar.SECOND,7);
builder.withExpiresAt(instance.getTime());
return builder.sign(Algorithm.HMAC256(TOKEN)).toString();
}
/**
* 验证token
* @param token
* @return
*/
public static void verify(String token){
JWT.require(Algorithm.HMAC256(TOKEN)).build().verify(token);
}
/**
* 获取token中payload
* @param token
* @return
*/
public static DecodedJWT getToken(String token){
return JWT.require(Algorithm.HMAC256(TOKEN)).build().verify(token);
}
}3.创建自定义注解
这里添加isRequired属性方便取出的时候判断，给个默认值true
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Token {
boolean required() default true;
}3.编写创建的拦截器
- 先是preHandle从 http 请求头中取出 token，判断是否映射到方法
- 再就是检查有没有自定义的的注解，有则需要取出并验证,否则抛出错误信息
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
throws Exception {
String token = request.getHeader("token");// 从 http 请求头中取出 token
// 如果不是映射到方法直接通过
if(!(handler instanceof HandlerMethod)){
return true;
}
HandlerMethod handlerMethod=(HandlerMethod)handler;
Method method=handlerMethod.getMethod();
//检查有没有需要认证的注解
if (method.isAnnotationPresent(Token.class)) {
Token userLoginToken = method.getAnnotation(Token.class);
if (userLoginToken.required()) {
// 执行认证
if (token == null) {
throw new Exception("无token，请获取token");
}
// 验证 token
try {
JWTUtil.verify(token);
} catch (TokenExpiredException e) {
throw new Exception("Token已经过期");
} catch (SignatureVerificationException e){
throw new Exception("签名错误");
} catch (Exception e) {
throw new Exception("无效token");
}
return true;
}
}
return true;
}别忘了创建的拦截器要写配置类,配置要拦截的路径。这里是所有路径
@Configuration
public class InterceptorConfig implements WebMvcConfigurer {
@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
registry.addInterceptor(authenticationInterceptor())
.addPathPatterns("/**");
}
@Bean
public JwtInterceptor authenticationInterceptor() {
return new JwtInterceptor();
}
}4.在controller需要验证的接口加上注解即可
@Token
@PostMapping("/jwt")
public ResultDTO jwtTest(@RequestBody Result result) {
//业务逻辑
return null;
}五、为什么使用的是JWT
提示：最后再说说为什么使用JWT，估计很多铁子都是冲着代码来的，估计没有耐心看这个，就放在到最后了。这里主要是理论讲解，综合了很多网上大佬们的总结。有兴趣可以了解一下
基于传统的Session认证
1.认证流程:
JWT 实战教程.assets/image-20200726103959013.png
2.暴露问题：
- 1.每个用户经过我们的应用认证之后，我们的应用都要在服务端做一次记录，以方便用户下次请求的鉴别，通常而言session都是保存在内存中，而随着认证用户的增多，服务端的开销会明显增大
- 2.用户认证之后，服务端做认证记录，如果认证的记录被保存在内存中的话，这意味着用户下次请求还必须要请求在这台服务器上,这样才能拿到授权的资源，这样在分布式的应用上，相应的限制了负载均衡器的能力。这也意味着限制了应用的扩展能力。
- 3.因为是基于cookie来进行用户识别的, cookie如果被截获，用户就会很容易受到跨站请求伪造的攻击。
- 4.在前后端分离系统中就更加痛苦:如下图所示
也就是说前后端分离在应用解耦后增加了部署的复杂性。通常用户一次请求就要转发多次。如果用session 每次携带sessionid 到服务 器，服务器还要查询用户信息。同时如果用户很多。这些信息存储在服务器内存中，给服务器增加负担。还有就是CSRF（跨站伪造请求攻 击）攻击，session是基于cookie进行用户识别的, cookie如果被截获，用户就会很容易受到跨站请求伪造的攻击。还有就是 sessionid就是一个特征值，表达的信息不够丰富。不容易扩展。而且如果你后端应用是多节点部署。那么就需要实现session共享机制。 不方便集群应用。
基于JWT认证
图
1.认证流程:
- 首先，前端通过Web表单将自己的用户名和密码发送到后端的接口。这一过程一般是一个HTTP POST请求。建议的方式是通过SSL加密的传输（https协议），从而避免敏感信息被嗅探。
- 后端核对用户名和密码成功后，将用户的id等其他信息作为JWT Payload（负载），将其与头部分别进行Base64编码拼接后签名，形成一个JWT(Token)。形成的JWT就是一个形同lll.zzz.xxx的字符串。 token head.payload.singurater
- 后端将JWT字符串作为登录成功的返回结果返回给前端。前端可以将返回的结果保存在localStorage或sessionStorage上，退出登录时前端删除保存的JWT即可。
- 前端在每次请求时将JWT放入HTTP Header中的Authorization位。(解决XSS和XSRF问题) HEADER
- 后端检查是否存在，如存在验证JWT的有效性。例如，检查签名是否正确；检查Token是否过期；检查Token的接收方是否是自己（可选）。
- 验证通过后后端使用JWT中包含的用户信息进行其他逻辑操作，返回相应结果。
2.jwt优势:
- 简洁(Compact): 可以通过URL，POST参数或者在HTTP header发送，因为数据量小，传输速度也很快
- 自包含(Self-contained)：负载中包含了所有用户所需要的信息，避免了多次查询数据库
- 因为Token是以JSON加密的形式保存在客户端的，所以JWT是跨语言的，原则上任何web形式都支持。
- 不需要在服务端保存会话信息，特别适用于分布式微服务。
总结
提示：这里对文章进行总结：
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