JWT

传统的session验证

流程

token验证
基于session验证

流程

好处
后端不再保存用户session数据,只是进行加密解密的操作.

二者的区别

传统的session认证
我们知道，http协议本身是一种无状态的协议，而这就意味着如果用户向我们的应用提供了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了,这就是传统的基于session认证。
但是这种基于session的认证使应用本身很难得到扩展，随着不同客户端用户的增加，独立的服务器已无法承载更多的用户，而这时候基于session认证应用的问题就会暴露出来.
基于session认证所显露的问题
1 Session: 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 扩展性: 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. 假如有同一份Django代码运行在不同服务器上,用户在服务器1上记录了登录信息,在服务器2上没有,在NGINX分发的时候,可能把用户的2次访问发送到服务器2,此时是没有记录到用户的session信息的,用带过来的sessionid是找不到对应的信息,用户还得重新登录一遍.
这样在分布式的应用上，相应的限制了NGINX负载均衡器的能力。这也意味着限制了应用的扩展能力。
3 CSRF: 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。
基于token的鉴权机制
基于token的鉴权机制类似于http协议也是无状态的，它不需要在服务端去保留用户的认证信息或者会话信息。这就意味着基于token认证机制的应用不需要去考虑用户在哪一台服务器登录了，这就为应用的扩展提供了便利。
流程上是这样的：
用户使用用户名密码来请求服务器
服务器进行验证用户的信息
服务器通过验证发送给用户一个token
客户端存储token，并在每次请求时附送上这个token值
服务端验证token值，并返回数据
这个token必须要在每次请求时传递给服务端，它应该保存在请求头里， 另外，服务端要支持CORS(跨来源资源共享)策略，一般我们在服务端这么做就可以了Access-Control-Allow-Origin: *。

Json Web Token认证机制
基于token认证

Json web token (JWT), 是为了在网络应用环境间传递声明而执行的一种基于JSON的开放标准（(RFC 7519).该token被设计为紧凑且安全的，
特别适用于分布式站点的单点登录（SSO）场景。
JWT的声明一般被用来在身份提供者和服务提供者间传递被认证的用户身份信息，以便于从资源服务器获取资源，也可以增加一些额外的其它业务逻辑所必须的声明信息，该token也可直接被用于认证，也可被加密。

样式

由三段信息构成的，将这三段信息文本用 . 链接一起就构成了Jwt字符串
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9. 头部
eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9 . 载荷
TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ 签证

完整的头部就像下面这样的JSON：
{
  'typ': 'JWT',
  'alg': 'HS256'
}

将头部进行base64加密（该加密是可以对称解密的),构成了第一部分. 》》
eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9

定义一个payload:
{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "admin": true
}

将其进行base64加密，得到JWT的第二部分 》》
eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9

标准中注册的声明
不强制使用

iss: jwt签发者
sub: jwt所面向的用户
aud: 接收jwt的一方
exp: jwt的过期时间，这个过期时间必须要大于签发时间
nbf: 定义在什么时间之前，该jwt都是不可用的.
iat: jwt的签发时间
jti: jwt的唯一身份标识，主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。

公共的声明
可以添加任何的信息，一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息.但不建议添加敏感信息，因为该部分在客户端可解密.

私有的声明
提供者和消费者所共同定义的声明，一般不建议存放敏感信息，因为base64是对称解密的，意味着该部分信息可以归类为明文信息。

// javascript
var encodedString = base64UrlEncode(header) + '.' + base64UrlEncode(payload);

var signature = HMACSHA256(encodedString, 'secret'); // TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

base64加解密
同一个字符串字符生成的密文是固定的,只要一有修改,密文就会变化

前端指定token样式并发送
前端js指定

fetch('api/user/1', {
  headers: {
    'Authorization': 'Bearer ' + token
  }
})

一般是在请求头里加入Authorization来携带token值,并加上Bearer标注

流程

服务端会从请求头中获取验证token，如果验证通过就会返回相应的资源。

DRF中应用JWT

设置认证方式

REST_FRAMEWORK = {
'DEFAULT_AUTHENTICATION_CLASSES': (
'rest_framework_jwt.authentication.JSONWebTokenAuthentication',
'rest_framework.authentication.SessionAuthentication',
'rest_framework.authentication.BasicAuthentication',
    ),
}

JWT_AUTH = {
'JWT_EXPIRATION_DELTA': datetime.timedelta(days=1),  指明token的有效期

}

生成保存

1 生成 serializer.py

序列化器中定义生成jwt token方法
from rest_framework_jwt.settings import api_settings

jwt_payload_handler = api_settings.JWT_PAYLOAD_HANDLER
jwt_encode_handler = api_settings.JWT_ENCODE_HANDLER

payload = jwt_payload_handler(user)  用户对象传入,得到载荷信息
token = jwt_encode_handler(payload)  用载荷生成token

在序列化器中定义token字段
token = serializers.CharField(read_only=True)
fields = ['username',......,'token']

2

前端浏览器数据库的使用方式
sessionStorage.变量名 = 变量值   // 保存数据
sessionStorage.变量名  // 读取数据
sessionStorage.clear()  // 清除所有sessionStorage保存的数据

localStorage.变量名 = 变量值   // 保存数据
localStorage.变量名  // 读取数据
localStorage.clear()  // 清除所有localStorage保存的数据

js中添加token
var vm = new Vue({
    ...
    methods: {
        ...
on_submit: function(){
            axios.post(...)
                .then(response => {
// 记录用户的登录状态
                    sessionStorage.clear();
                    localStorage.clear();
 localStorage.token = response.data.token;
                    localStorage.username = response.data.username;
                    localStorage.user_id = response.data.id;
                    location.href = '/index.html';
                })
                .catch(...)
        }
    }
})

应用：账户登录

obtain_jwt_token = ObtainJSONWebToken.as_view()  
指定了一个as_view()方法.



class ObtainJSONWebToken(JSONWebTokenAPIView):

1
serializer_class = JSONWebTokenSerializer

ObtainJSONWebToken类继承自JSONWebTokenAPIView视图,继承了它的所有方法,
本身指定了一个JSONWebTokenSerializer序列化器


JSONWebTokenAPIView 视图  获取序列化器,调用序列化器对象进行验证

class JSONWebTokenAPIView(APIView):
    permission_classes = ()  权限类
    authentication_classes = ()   认证类

	...
    def post(self, request, *args, **kwargs):
         2
        serializer = self.get_serializer(data=request.data) 
		调用序列化器,传入前端发来的数据,继承它的ObtainJSONWebToken自				己指定了一个,用指定的这个序列化器

        if serializer.is_valid():  3#对数据进行验证,进入指定的序列化器当中
            user = serializer.object.get('user') or request.user
            token = serializer.object.get('token')  9拿到返回的user对象,token值

            response_data = jwt_response_payload_handler(token, user, request)  生成token数据

	(jwt_response_payload_handler指定的是一个设置好的类方法
jwt_response_payload_handler = api_settings.JWT_RESPONSE_PAYLOAD_HANDLER)
由于此方法默认只返回一个token,我们还需要用户名username及user_id,对此方法进行重写,在settings.py文件中对JWT_RESPONSE_PAYLOAD_HANDLER指定上重写的方法,将满足我们的需求
            response = Response(response_data)
10
构造响应对象数据,将jwt_response_payload_handler生成的token传入

11
    return response  只返回了一个token数据



JSONWebTokenSerializer序列化器 完成对数据的校验
class JSONWebTokenSerializer(Serializer):
.....
    5 
    def validate(self, attrs):
        credentials = {   #获取用户名密码,放入一个字典
            self.username_field: attrs.get(self.username_field),
            'password': attrs.get('password')
        }

        if all(credentials.values()): 如果都能取到值
             6
            user = authenticate(**credentials)
		#将得到的字典数据传给authenticate方法(Django提供的原生验证方					法)得到user对象,
            if user:
                if not user.is_active:
                    msg = _('User account is disabled.')
                    raise serializers.ValidationError(msg)
7
    payload = jwt_payload_handler(user) 生成jwt载荷信息
8
    return {
              'token': jwt_encode_handler(payload),  生成token值 返回
              'user': user
            }

存在问题
默认的返回值仅有token，还需在返回值中增加username和user_id
解决
重写jwt_response_payload_handler方法修改该视图的返回值

users/utils.py 


defjwt_response_payload_handler(token, user=None, request=None):
"""
    自定义jwt认证成功返回数据
    """
return {
'token': token,
'user_id': user.id,
'username': user.username
    }

修改配置文件

JWT_AUTH = {
'JWT_EXPIRATION_DELTA': datetime.timedelta(days=1),
'JWT_RESPONSE_PAYLOAD_HANDLER': 'users.utils.jwt_response_payload_handler',
}