jwt

Posted 2022-10-07 omji0030

JWT是什么
JSON Web Token (JWT)，它是目前最流行的跨域身份验证解决方案

为什么使用JWT
JWT的精髓在于：“去中心化”，数据是保存在客户端的。

JWT的工作原理
 是在服务器身份验证之后，将生成一个JSON对象并将其发送回用户，示例如下：
"UserName": "Chongchong","Role": "Admin","Expire": "2018-08-08 20:15:56"

之后，当用户与服务器通信时，客户在请求中发回JSON对象

为了防止用户篡改数据，服务器将在生成对象时添加签名，并对发回的数据进行验证

 

JWT组成
一个JWT实际上就是一个字符串，它由三部分组成：头部(Header)、载荷(Payload)与签名(signature)
JWT结构原理图：见资料“JWT的数据结构.jpg”
JWT实际结构：eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.

eyJzdWIiOiJ7fSIsImlzcyI6InpraW5nIiwiZXhwIjoxNTYyODUwMjM3LCJpYXQiOjE1NjI4NDg0MzcsImp0aSI6ImM5OWEyMzRmMDc4NzQyZWE4YjlmYThlYmYzY2VhNjBlIiwidXNlcm5hbWUiOiJ6c3MifQ.
WUfqhFTeGzUZCpCfz5eeEpBXBZ8-lYg1htp-t7wD3I4

它是一个很长的字符串，中间用点（.）分隔成三个部分。注意，JWT 内部是没有换行的，这里只是为了便于展示，将它写成了几行。
写成一行，就是下面的样子：Header.Payload.Signature

 

Header
"typ":"JWT","alg":"HS256"
这个json中的typ属性，用来标识整个token字符串是一个JWT字符串；它的alg属性，用来说明这个JWT签发的时候所使用的签名和摘要算法
typ跟alg属性的全称其实是type跟algorithm，分别是类型跟算法的意思。之所以都用三个字母来表示，也是基于JWT最终字串大小的考虑，
同时也是跟JWT这个名称保持一致，这样就都是三个字符了…typ跟alg是JWT中标准中规定的属性名称

Payload(负荷)
"sub":"123","name":"Tom","admin":true
payload用来承载要传递的数据，它的json结构实际上是对JWT要传递的数据的一组声明，这些声明被JWT标准称为claims，
它的一个“属性值对”其实就是一个claim(要求)，
每一个claim的都代表特定的含义和作用。

 

根据JWT的标准，这些claims可以分为以下三种类型：
A. Reserved claims(保留)
它的含义就像是编程语言的保留字一样，属于JWT标准里面规定的一些claim。JWT标准里面定义好的claim有：
iss(Issuser)：代表这个JWT的签发主体；
sub(Subject)：代表这个JWT的主体，即它的所有人；
aud(Audience)：代表这个JWT的接收对象；
exp(Expiration time)：是一个时间戳，代表这个JWT的过期时间；
nbf(Not Before)：是一个时间戳，代表这个JWT生效的开始时间，意味着在这个时间之前验证JWT是会失败的；
iat(Issued at)：是一个时间戳，代表这个JWT的签发时间；
jti(JWT ID)：是JWT的唯一标识。

B. Public claims，略（不重要）

C. Private claims(私有)

signature
签名是把header和payload对应的json结构进行base64url编码之后得到的两个串用英文句点号拼接起来，然后根据header里面alg指定的签名算法生成出来的。
算法不同，签名结果不同。以alg: HS256为例来说明前面的签名如何来得到。

按照前面alg可用值的说明，HS256其实包含的是两种算法：HMAC算法和SHA256算法，前者用于生成摘要，后者用于对摘要进行数字签名。这两个算法也可以用HMACSHA256来统称

JWT的验证过程
它验证的方法其实很简单，只要把header做base64url解码，就能知道JWT用的什么算法做的签名，然后用这个算法，再次用同样的逻辑对header和payload做一次签名，
并比较这个签名是否与JWT本身包含的第三个部分的串是否完全相同，只要不同，就可以认为这个JWT是一个被篡改过的串，自然就属于验证失败了。
接收方生成签名的时候必须使用跟JWT发送方相同的密钥

注1：在验证一个JWT的时候，签名认证是每个实现库都会自动做的，但是payload的认证是由使用者来决定的。因为JWT里面可能会包含一个自定义claim，
所以它不会自动去验证这些claim，以jjwt-0.7.0.jar为例：
A 如果签名认证失败会抛出如下的异常：
io.jsonwebtoken.SignatureException: JWT signature does not match locally computed signature. JWT validity cannot be asserted and should not be trusted.
即签名错误，JWT的签名与本地计算机的签名不匹配
B JWT过期异常
io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException: JWT expired at 2017-06-13T11:55:56Z. Current time: 2017-06-13T11:55:57Z, a difference of 1608 milliseconds. Allowed

注2：认证失败，返回401 Unauthorized响应

注3：认证服务作为一个Middleware HOOK 对请求进行拦截，首先在cookie中查找Token信息，如果没有找到，则在HTTP Authorization Head中查找

 

public String login() 
		ObjectMapper om = new ObjectMapper();
		JsonData jsonData = null;
		try 
			if(StringUtils.isBlank(user.getUname()) || StringUtils.isBlank(user.getPwd())) 
				jsonData = new JsonData(0, "用户或者密码为空", user);
			else 
				User u = this.userBiz.login(user);
				Map<String, Object> claims = new HashMap<String, Object>();
				claims.put("uname",user.getUname());
				claims.put("pwd", user.getPwd());
				String jwt = JwtUtils.createJwt(claims, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
				response.setHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY, jwt);
				jsonData = new JsonData(1, "登录成功", u);
			
		 catch (Exception e) 
			e.printStackTrace();
			jsonData = new JsonData(0, "用户或者密码错误", user);
		finally 
			try 
				ResponseUtil.write(response, om.writeValueAsString(jsonData));
			 catch (Exception e) 
				e.printStackTrace();
			
		
		

　　

JWT令牌刷新思路
登陆成功后，将生成的JWT令牌通过响应头返回给客户端

WEB APP项目每次请求后台数据时(将JWT令牌从请求头中带过来)，
验证通过，刷新JWT，并保存在响应头返回给客户端，有效时间30分钟
JwtFilter

注1：修改CorsFilter添加允许的新的请求头“jwt”
注2：原来在默认的请求上， 浏览器只能访问以下默认的 响应头
Cache-Control
Content-Language
Content-Type
Expires
Last-Modified
Pragma
如果想让浏览器能访问到其他的 响应头的话 需要在服务器上设置 Access-Control-Expose-Headers

// 请求拦截器
axios.interceptors.request.use(function(config) 
	var jwt = window.vm.$store.getters.getJwt;
	config.headers[‘jwt‘] = jwt;
	return config;
, function(error) 
	return Promise.reject(error);
);

// 响应拦截器
axios.interceptors.response.use(function(response) 
	// debugger;
	var jwt = response.headers[‘jwt‘];
	if(jwt)
		window.vm.$store.commit(‘setJwt‘,jwt:jwt);
	
	return response;
, function(error) 
	return Promise.reject(error);
);