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文章目录

• JWT 引入

• JWT 常见用途
• JWT 介绍

• 认证方式与流程

• 基于session认证
• 基于JWT 认证

• JWT优势

• JWT 结构

• 令牌组成

• Header
• Payload
• Signature

• 签名目的

• 拓展——盐值

• JWT 程序编写

• JWT 依赖库介绍
• JWT 使用

• Token 令牌的获取
• Token 令牌的解析

• 常见异常信息

• JWT 工具类封装

• 参考代码

JWT 引入

• 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。

JWT 常见用途

• Authorization (授权) : 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。因为JWT可以被签名，例如，用公钥/私钥对，可以确定发送人就是它们所说的那个人。另外，由于签名是使用头和有效负载计算的，还可以验证内容没有被篡改。

JWT 介绍

认证方式与流程

基于session认证

• http协议本身是一种无状态的协议，这意味着如果用户向我们的应用提供用户名和密码来进行用户认证，那么下一次请求时，用户还要再一次进行用户认证才行，因为根据http协议，我们并不能知道是哪个用户发出的请求，所以为了让我们的应用能识别是哪个用户发出的请求，我们只能在服务器存储一份用户登录的信息，这份登录信息会在响应时传递给浏览器，告诉其保存为cookie,以便下次请求时发送给我们的应用，这样我们的应用就能识别请求来自哪个用户,

基于JWT 认证

• 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。

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。
• 输出是三个由点分隔的Base64-URL字符串，可以在HTML和HTTP环境中轻松传递这些字符串，与基于XML的标准（例如SAML）相比，它更紧凑。

JWT 结构

令牌组成

token   string  ====>  header.payload.singnature   token

• 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

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。它会使用 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。

常用格式如下

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

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",
  "name": "John Doe",
  "admin": true
}

注意 ：在负载中不能放置敏感信息（Password）

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);

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。

JWT 程序编写

JWT 依赖库介绍

依赖仓库（github）

官方网站

JWT 使用

Token 令牌的获取

@Test
    void contextLoads() {
        Calendar instance = Calendar.getInstance();
        instance.add(Calendar.SECOND,100);   //100 秒后令牌过期

        String token = JWT.create()
                .withClaim("userid",12)
                .withClaim("username", "xiaochen")//payload
                .withExpiresAt(instance.getTime())//指定令牌过期时间
                .sign(Algorithm.HMAC256("!Q@W#E$R"));//签名
        System.out.println(token);
    }

注意 ： 令牌时间的设置，以及签名算法的设置，withClaim()的运用

Token 令牌的解析

public void test(){
        //创建验证对象
        JWTVerifier jwtVerifier = JWT.require(Algorithm.HMAC384("!Q@W#E$R")).build();

        DecodedJWT verify = jwtVerifier.verify("eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1OTY3OTI1MzMsInVzZXJpZCI6MTIsInVzZXJuYW1lIjoieGlhb2NoZW4ifQ.pfGxzorMbjrZtEEm4sbstySiWsJoMkRQfPcwOOo-fkM");

        System.out.println(verify.getClaim("userid").asInt());
        System.out.println(verify.getClaim("username").asString());
        System.out.println("过期时间: "+verify.getExpiresAt());

        //System.out.println(verify.getClaims().get("userid").asInt());
        //System.out.println(verify.getClaims().get("username").asString());
    }

常见异常信息

• SignatureVerificationException: 签名不一致异常
• TokenExpiredException: 令牌过期异常
• AlgorithmMismatchException: 算法不匹配异常
• InvalidClaimException: 失效的payload异常

JWT 工具类封装

package com.baizhi.utils;

import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.JWTCreator;
import com.auth0.jwt.JWTVerifier;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.interfaces.DecodedJWT;

import java.util.Calendar;
import java.util.Map;

public class JWTUtils {


    private static final String  SING = "!Q@W3e4r%T^Y";

    /**
     * 生成token  header.payload.sing
     */
    public static String getToken(Map<String,String> map){

        Calendar instance = Calendar.getInstance();
        instance.add(Calendar.DATE,7);//默认7天过期

        //创建jwt builder
        JWTCreator.Builder builder = JWT.create();

        //payload
        map.forEach((k,v)->{
            builder.withClaim(k,v);
        });

        String token = builder.withExpiresAt(instance.getTime())//指定令牌过期时间
                .sign(Algorithm.HMAC256(SING));//sign
        return token;
    }

    /**
     * 验证token 合法性
     *
     */
    public static DecodedJWT verify(String token){
        return JWT.require(Algorithm.HMAC256(SING)).build().verify(token);
    }

//    /**
//     * 获取token信息方法
//     */
//    public static DecodedJWT getTokenInfo(String token){
//        DecodedJWT verify = JWT.require(Algorithm.HMAC256(SING)).build().verify(token);
//        return verify;
//    }
}

拓展：
后端 拦截器、网关
拦截器/过滤器 配合 shiro/secyrity 结合实现操作