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JWT详解:https://blog.csdn.net/weixin_45070175/article/details/118559272
1、什么是JWT
通俗地说,JWT的本质就是一个字符串,它是将用户信息保存到一个Json字符串中,然后进行编码后得到一个JWT token
,并且这个JWT token
带有签名信息,接收后可以校验是否被篡改,所以可以用于在各方之间安全地将信息作为Json对象传输。JWT的认证流程如下:
- 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,这个过程一般是一个
POST
请求。建议的方式是通过SSL加密的传输(HTTPS),从而避免敏感信息被嗅探; - 后端核对用户名和密码成功后,将包含用户信息的数据作为JWT的
Payload
,将其与JWT Heade
分别进行Base64编码
拼接后签名,形成一个JWT Token
,形成的JWT Token就是一个如同lll.zzz.xxx的字符串; - 后端将
JWT Token
字符串作为登录成功的结果返回给前端。前端可以将返回的结果保存在浏览器中,退出登录时删除保存的JWT Token即可; - 前端在每次请求时将
JWT Token
放入HTTP请求头中
的Authorization属性中
(解决XSS和XSRF问题); - 后端检查前端传过来的
JWT Token
,验证其有效性,比如检查签名是否正确、是否过期、token的接收方是否是自己等等; - 验证通过后,后端解析出
JWT Token
中包含的用户信息,进行其他逻辑操作(一般是根据用户信息得到权限等),返回结果;
2、 JWT认证的优势
对比传统的session认证方式,JWT的优势是:
- 简洁:
JWT Token
数据量小,传输速度也很快; - 因为JWT Token是以JSON加密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,也就是说不依赖于cookie和session,所以没有了传统session认证的弊端,特别适用于分布式微服务;
- 单点登录友好:使用Session进行身份认证的话,由于cookie无法跨域,难以实现单点登录。但是,使用token进行认证的话, token可以被保存在客户端的任意位置的内存中,不一定是cookie,所以不依赖cookie,不会存在这些问题;
- 适合移动端应用:使用Session进行身份认证的话,需要保存一份信息在服务器端,而且这种方式会依赖到Cookie(需要 Cookie 保存 SessionId),所以不适合移动端;
- 因为这些优势,目前无论单体应用还是分布式应用,都更加推荐用JWT token的方式进行用户认证;
3、JWT结构
JWT由3部分组成:标头(Header)、有效载荷(Payload)和签名(Signature)。在传输的时候,会将JWT的3部分分别进行Base64编码后用.
进行连接形成最终传输的字符串;
JWTString=Base64(Header).Base64(Payload).HMACSHA256(base64UrlEncode(header)+"."+base64UrlEncode(payload),secret)
3.1 Header
JWT头是一个描述JWT元数据的JSON对象,alg属性表示签名使用的算法,默认为HMAC SHA256(写为HS256);typ属性表示令牌的类型,JWT令牌统一写为JWT。最后,使用Base64 URL算法将上述JSON对象转换为字符串保存;
{
"alg": "HS256",
"typ": "JWT"
}
3.2 Payload
有效载荷部分,是JWT的主体内容部分,也是一个JSON对象,包含需要传递的数据。 JWT指定七个默认字段供选择
iss: 发行人
exp: 到期时间
sub: 主题
aud: 用户
nbf: 在此之前不可用
iat: 发布时间
jti: JWT ID用于标识该JWT
这些预定义的字段并不要求强制使用。除以上默认字段外,我们还可以自定义私有字段,一般会把包含用户信息的数据放到payload中,如下例:
{
"sub": "1234567890",
"name": "Helen",
"admin": true
}
请注意,默认情况下JWT是未加密的,因为只是采用base64算法,拿到JWT字符串后可以转换回原本的JSON数据,任何人都可以解读其内容,因此不要构建隐私信息字段,比如用户的密码一定不能保存到JWT中,以防止信息泄露。JWT只是适合在网络中传输一些非敏感的信息
3.3 3.Signature
签名哈希部分是对上面两部分数据签名,需要使用base64编码后的header和payload数据,通过指定的算法生成哈希,以确保数据不会被篡改。首先,需要指定一个密钥(secret)。该密码仅仅为保存在服务器中,并且不能向用户公开。然后,使用header中指定的签名算法(默认情况下为HMAC SHA256)根据以下公式生成签名;
HMACSHA256(base64UrlEncode(header)+"."+base64UrlEncode(payload),secret)
在计算出签名哈希后,JWT头,有效载荷和签名哈希的三个部分组合成一个字符串,每个部分用.
分隔,就构成整个JWT对象:
注意JWT每部分的作用,在服务端接收到客户端发送过来的JWT token之后:
- header和payload可以直接利用base64解码出原文,从header中获取哈希签名的算法,从payload中获取有效数据;
- signature由于使用了不可逆的加密算法,无法解码出原文,它的作用是校验token有没有被篡改。服务端获取header中的加密算法之后,利用该算法加上secretKey对header、payload进行加密,比对加密后的数据和客户端发送过来的是否一致。注意secretKey只能保存在服务端,而且对于不同的加密算法其含义有所不同,一般对于MD5类型的摘要加密算法,secretKey实际上代表的是盐值;
4、Java中使用JWT
官网推荐了6个Java使用JWT的开源库,其中比较推荐使用的是java-jwt
和jjwt-root
;
4.1.java-jwt
4.1.1 对称签名
4.1.1.1 依赖
<dependency>
<groupId>com.auth0</groupId>
<artifactId>java-jwt</artifactId>
<version>3.10.3</version>
</dependency>
4.1.1.2 生成JWT的token
/**
* @author : huayu
* @date : 25/11/2022
* @param : []
* @return : void
* @description : 生成JWT的token
*/
@Test