JWT（Json web token）认证详解

JWT的定义:

　　JWT是一种用于双方之间传递安全信息的简洁的、URL安全的表述性声明规范。JWT作为一个开放的标准（RFC 7519），定义了一种简洁的，自包含的方法用于通信双方之间以Json对象的形式安全的传递信息。因为数字签名的存在，这些信息是可信的，JWT可以使用HMAC算法或者是RSA的公私秘钥对进行签名。

JWT特点：
　　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

JWT结构:

JWT主要包含Header 头部  Payload 负载  Signature 签名,顺序是 header.payload.signature 三部分之间用英语句号’.'隔开  
　

Header头部

头部包含了两部分，token 类型(“JWT”)和采用的加密算法（HMAC SHA256或者RSA等等）

例如：

然后，用Base64对这个JSON编码就得到JWT的第一部分

Payload负载

这部分就是我们存放信息的地方了，你可以把用户 ID 等信息放在这里，JWT 规范里面对这部分有进行了比较详细的介绍，常用的由 iss（签发者），exp（过期时间），sub（面向的用户），aud（接收方），iat（签发时间）。

同样的，它会使用 Base64 编码组成 JWT 结构的第二部分。

Signature签名

　　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Base64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。三个部分通过.连接在一起就是我们的 JWT 了，它可能长这个样子，长度貌似和你的加密算法和私钥有关系。

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsIlR5cGUiOiJKd3QiLCJ0eXAiOiJKV1QifQ.eyJsb2dpblRpbWUiOiIyMDIxLTEwLTI3VDE1OjIxOjU4LjU3OCIsInVzZXJOYW1lIjoi5rGf5Y2XIiwiZXhwIjoxNjM1MzIxMTE4fQ.lUojZpIGx0a65s5FrgYlQio0vf3jOuqWOTP-DUjzGh0

注意：secret是保存在服务器端的，jwt的签发生成也是在服务器端的，secret就是用来进行jwt的签发和jwt的验证，所以，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。

JSON Web Tokens是如何工作的?

一般是在请求头里加入Authorization，并加上Bearer标注：

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

服务端会验证token，如果验证通过就会返回相应的资源。整个流程就是这样的:

优点

• 因为json的通用性，所以JWT是可以进行跨语言支持的，像JAVA,JavaScript,NodeJS,PHP等很多语言都可以使用。
• 因为有了payload部分，所以JWT可以在自身存储一些其他业务逻辑所必要的非敏感信息。
• 便于传输，jwt的构成非常简单，字节占用很小，所以它是非常便于传输的。
• 它不需要在服务端保存会话信息, 所以它易于应用的扩展

安全相关

• 不应该在jwt的payload部分存放敏感信息，因为该部分是客户端可解密的部分。
• 保护好secret私钥，该私钥非常重要。
• 如果可以，请使用https协议

最后附上Token工具类

import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.JWTVerifier;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.exceptions.JWTDecodeException;
import com.auth0.jwt.interfaces.DecodedJWT;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class TokenUtil {

    /**
     * token过期时间
     */
    private static final long EXPIRE_TIME = 30 * 60 * 1000;
    /**
     * token秘钥
     */
    private static final String TOKEN_SECRET = "secret";


    /**
     * 生成token，30分钟过期
     *
     * @param userName  用户名
     * @param loginTime 登录时间
     * @return 生成的token
     */
    public static String sign(String userName, LocalDateTime loginTime) {
        try {
            // 设置过期时间
            Date date = new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRE_TIME);
            System.out.println(date);
            // 私钥和加密算法
            Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(TOKEN_SECRET);
            // 设置头部信息
            Map<String, Object> header = new HashMap<>(3);
            header.put("Type", "Jwt");
            header.put("alg", "HS256");
            // 返回token字符串
            return JWT.create()
                    .withHeader(header)
                    // 设置token中需要加载的用户信息 存储自己想要留给前端的内容
                    .withClaim("userName", userName)
                    .withClaim("loginTime", loginTime.toString())
                    .withExpiresAt(date)
                    .sign(algorithm);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    /**
     * 检验token是否正确
     */
    public static boolean verify(String token) {
        try {
            //设置签名的加密算法：HMAC256
            Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(TOKEN_SECRET);
            JWTVerifier verifier = JWT.require(algorithm).build();
            verifier.verify(token);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            return false;
        }
    }

    /**
     * 获取token中信息 userName
     */

    public static String getUsername(String token) {
        try {
            DecodedJWT jwt = JWT.decode(token);
            return jwt.getClaim("userName").asString();

        } catch (JWTDecodeException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}