Jwt

Posted 2022-10-09 ly-0919

 Jwt

1、传统开发对资源的访问限制利用session完成图解

 

2、JWT的数据结构

 如图：

 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

详解：

 1 4.1 Header
 2       "typ":"JWT","alg":"HS256"
 3       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
 4       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，
 5       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
 6 
 7   4.2 Payload(负荷)
 8       "sub":"123","name":"Tom","admin":true
 9       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，
10       它的一个“属性值对”其实就是一个claim(要求)，
11       每一个claim的都代表特定的含义和作用。
12       
13       注1：英文“claim”就是要求的意思
14       注2：如上面结构中的sub代表这个token的所有人，存储的是所有人的ID；name表示这个所有人的名字；admin表示所有人是否管理员的角色。
15            当后面对JWT进行验证的时候，这些claim都能发挥特定的作用
16       注3：根据JWT的标准，这些claims可以分为以下三种类型：
17            A. Reserved claims(保留)
18               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：
19               iss(Issuser)：代表这个JWT的签发主体； 
20               sub(Subject)：代表这个JWT的主体，即它的所有人； 
21               aud(Audience)：代表这个JWT的接收对象； 
22               exp(Expiration time)：是一个时间戳，代表这个JWT的过期时间； 
23               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； 
24               iat(Issued at)：是一个时间戳，代表这个JWT的签发时间； 
25               jti(JWT ID)：是JWT的唯一标识。 
26            
27            B. Public claims，略（不重要）
28 
29            C. Private claims(私有)
30               这个指的就是自定义的claim，比如前面那个示例中的admin和name都属于自定的claim。这些claim跟JWT标准规定的claim区别在于：JWT规定的claim，
31               JWT的接收方在拿到JWT之后，都知道怎么对这些标准的claim进行验证；而private claims不会验证，除非明确告诉接收方要对这些claim进行验证以及规则才行
32 
33               按照JWT标准的说明：保留的claims都是可选的，在生成payload不强制用上面的那些claim，你可以完全按照自己的想法来定义payload的结构，不过这样搞根本没必要：
34               第一是，如果把JWT用于认证， 那么JWT标准内规定的几个claim就足够用了，甚至只需要其中一两个就可以了，假如想往JWT里多存一些用户业务信息，
35               比如角色和用户名等，这倒是用自定义的claim来添加；第二是，JWT标准里面针对它自己规定的claim都提供了有详细的验证规则描述，
36               每个实现库都会参照这个描述来提供JWT的验证实现，所以如果是自定义的claim名称，那么你用到的实现库就不会主动去验证这些claim     
37    4.3 signature
38        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。
39        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。
40        
41        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    

 

 

 

3. 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

4. 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。

5. JWT的工作原理

   1. 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"

   2. 之后，当用户与服务器通信时，客户在请求中发回JSON对象
   
   3. 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

 

6. 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

 

7. JWT令牌刷新思路

  7.1 登陆成功后，将生成的JWT令牌通过响应头返回给客户端

  7.2 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
       Access-Control-Expose-Headers : ‘jwt‘

       // CorsFilter 允许客户端，发一个新的请求头jwt
       resp.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin,X-Requested-With, Content-Type, Accept, jwt");

  注3：axios从响应头获得jwt令牌并保存到vuex
       这里有个问题如何获得项目中Vue的根实例，解决方案：修改main.js
       window.vm = new Vue(...);

 

 

接下来上代码

   CorsFilter.java

 1 package com.yuan.vue.util;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 
 5 import javax.servlet.Filter;
 6 import javax.servlet.FilterChain;
 7 import javax.servlet.FilterConfig;
 8 import javax.servlet.ServletException;
 9 import javax.servlet.ServletRequest;
10 import javax.servlet.ServletResponse;
11 import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
12 import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
13 
14 /**
15  * 配置tomcat允许跨域访问
16  * 
17  * @author Administrator
18  *
19  */
20 public class CorsFilter implements Filter 
21 
22     @Override
23     public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException 
24     
25 
26     // @Override
27     // public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse
28     // servletResponse, FilterChain filterChain)
29     // throws IOException, ServletException 
30     // HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) servletResponse;
31     //
32     // // Access-Control-Allow-Origin就是我们需要设置的域名
33     // // Access-Control-Allow-Headers跨域允许包含的头。
34     // // Access-Control-Allow-Methods是允许的请求方式
35     // httpResponse.addHeader("Access-Control-Allow-Origin", "*");// *,任何域名
36     // httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Methods", "POST, GET, PUT,
37     // DELETE");
38     // // httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin,
39     // // X-Requested-With, Content-Type, Accept");
40     //
41     // // 允许请求头Token
42     // httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers",
43     // "Origin,X-Requested-With, Content-Type, Accept, Token");
44     // HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest;
45     // System.out.println("Token=" + req.getHeader("Token"));
46     // if("OPTIONS".equals(req.getMethod())) 
47     // return;
48     // 
49     //
50     //
51     // filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
52     // 
53 
54     @Override
55     public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain)
56             throws IOException, ServletException 
57         HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) servletResponse;
58         HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest;
59 
60         // Access-Control-Allow-Origin就是我们需要设置的域名
61         // Access-Control-Allow-Headers跨域允许包含的头。
62         // Access-Control-Allow-Methods是允许的请求方式
63         resp.setHeader("Access-Control-Allow-Origin", "*");// *,任何域名
64         resp.setHeader("Access-Control-Allow-Methods", "POST, GET, PUT, DELETE");
65         // resp.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin,X-Requested-With,
66         // Content-Type, Accept");
67         // 允许客户端，发一个新的请求头jwt
68         resp.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin,X-Requested-With, Content-Type, Accept, jwt");
69 
70         // 允许客户端，处理一个新的响应头jwt
71         resp.setHeader("Access-Control-Expose-Headers", "jwt");
72         // String sss = resp.getHeader("Access-Control-Expose-Headers");
73         // System.out.println("sss=" + sss);
74 
75         // 允许请求头Token
76         // httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers","Origin,X-Requested-With,
77         // Content-Type, Accept, Token");
78         // System.out.println("Token=" + req.getHeader("Token"));
79 
80         if ("OPTIONS".equals(req.getMethod())) // axios的ajax会发两次请求，第一次提交方式为：option，直接返回即可
81             return;
82         
83         filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
84     
85 
86     @Override
87     public void destroy() 
88 
89     
90 

 

   JwtFilter.java

 1 package com.zking.vue.util;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.util.regex.Matcher;
 5 import java.util.regex.Pattern;
 6 
 7 import javax.servlet.Filter;
 8 import javax.servlet.FilterChain;
 9 import javax.servlet.FilterConfig;
10 import javax.servlet.ServletException;
11 import javax.servlet.ServletRequest;
12 import javax.servlet.ServletResponse;
13 import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
14 import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
15 
16 import io.jsonwebtoken.Claims;
17 
18 /**
19  * * JWT验证过滤器，配置顺序 ：CorsFilte-->JwtFilter-->struts2中央控制器
20  * 
21  * @author Administrator
22  *
23  */
24 public class JwtFilter implements Filter 
25 
26     // 排除的URL，一般为登陆的URL(请改成自己登陆的URL)
27     private static String EXCLUDE = "^/vue/userAction_login\\\\.action?.*$";
28 
29     private static Pattern PATTERN = Pattern.compile(EXCLUDE);
30 
31     private boolean OFF = false;// true关闭jwt令牌验证功能
32 
33     @Override
34     public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException 
35     
36 
37     @Override
38     public void destroy() 
39     
40 
41     @Override
42     public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
43             throws IOException, ServletException 
44         HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
45         HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response;
46         String path = req.getServletPath();
47         if (OFF || isExcludeUrl(path)) // 登陆直接放行
48             chain.doFilter(request, response);
49             return;
50         
51 
52         // 从客户端请求头中获得令牌并验证
53         String jwt = req.getHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY);
54         Claims claims = this.validateJwtToken(jwt);
55         if (null == claims) 
56             // resp.setCharacterEncoding("UTF-8");
57             resp.sendError(403, "JWT令牌已过期或已失效");
58             return;
59          else 
60             String newJwt = JwtUtils.copyJwt(jwt, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
61             resp.setHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY, newJwt);
62             chain.doFilter(request, response);
63         
64     
65 
66     /**
67      * 验证jwt令牌，验证通过返回声明(包括公有和私有)，返回null则表示验证失败
68      */
69     private Claims validateJwtToken(String jwt) 
70         Claims claims = null;
71         try 
72             if (null != jwt) 
73                 claims = JwtUtils.parseJwt(jwt);
74             
75          catch (Exception e) 
76             e.printStackTrace();
77         
78         return claims;
79     
80 
81     /**
82      * 是否为排除的URL
83      * 
84      * @param path
85      * @return
86      */
87     private boolean isExcludeUrl(String path) 
88         Matcher matcher = PATTERN.matcher(path);
89         return matcher.matches();
90     
91 
92     // public static void main(String[] args) 
93     // String path = "/sys/userAction_doLogin.action?username=zs&password=123";
94     // Matcher matcher = PATTERN.matcher(path);
95     // boolean b = matcher.matches();
96     // System.out.println(b);
97     // 
98 
99 

 

  在Web.xml中配置Jwt过滤器

1 <!-- 解决jwt问题的过滤器 -->
2     <filter>
3         <filter-name>jwtFilter</filter-name>
4         <filter-class>com.zking.vue.util.JwtFilter</filter-class>
5     </filter>
6     <filter-mapping>
7         <filter-name>jwtFilter</filter-name>
8         <url-pattern>/*</url-pattern>
9     </filter-mapping>

 

  UserAction.java

 

 1 package com.zking.vue.web;
 2 
 3 import java.util.HashMap;
 4 import java.util.Map;
 5 
 6 import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
 7 import com.opensymphony.xwork2.ModelDriven;
 8 import com.zking.base.web.BaseAction;
 9 import com.zking.vue.biz.UserBiz;
10 import com.zking.vue.entity.User;
11 import com.zking.vue.util.JsonData;
12 import com.zking.vue.util.JwtUtils;
13 import com.zking.vue.util.PageBean;
14 import com.zking.vue.util.ResponseUtil;
15 import com.zking.vue.util.StringUtils;
16 
17 public class UserAction extends BaseAction implements ModelDriven<User>
18 
19     private UserBiz userBiz;
20     private User user = new User();
21 
22     public UserBiz getUserBiz() 
23         return userBiz;
24     
25 
26     public void setUserBiz(UserBiz userBiz) 
27         this.userBiz = userBiz;
28     
29      
30     public String login() 
31         ObjectMapper om = new ObjectMapper();
32         JsonData jsonData = null;
33         try 
34             if(StringUtils.isBlank(user.getUname()) || StringUtils.isBlank(user.getPwd())) 
35                 jsonData = new JsonData(0, "用户或者密码为空", user);
36             else 
37                 User u = this.userBiz.login(user);
38                 Map<String, Object> claims = new HashMap<String, Object>();
39                 claims.put("uname",user.getUname());
40                 claims.put("pwd", user.getPwd());
41                 String jwt = JwtUtils.createJwt(claims, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
42                 response.setHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY, jwt);
43                 jsonData = new JsonData(1, "登录成功", u);
44             
45          catch (Exception e) 
46             e.printStackTrace();
47             jsonData = new JsonData(0, "用户或者密码错误", user);
48         finally 
49             try 
50                 ResponseUtil.write(response, om.writeValueAsString(jsonData));
51              catch (Exception e) 
52                 e.printStackTrace();
53             
54         
55         
56         return null;
57     
58     
59     public String getAsyncData() 
60         ObjectMapper om = new ObjectMapper();
61         try 
62             Thread.sleep(6000);
63             ResponseUtil.write(response, om.writeValueAsString("http://www.javaxl.com"));
64          catch (Exception e) 
65             e.printStackTrace();
66         
67         return null;
68     
69 
70     @Override
71     public User getModel() 
72         return user;
73     
74 

 

 8、Jwt与Vuex的结合使用

 src/api/http.js

 1 // 请求拦截器
 2 axios.interceptors.request.use(function(config) 
 3     var jwt = window.vm.$store.getters.getJwt;
 4     config.headers[‘jwt‘] = jwt;
 5     return config;
 6 , function(error) 
 7     return Promise.reject(error);
 8 );
 9 
10 // 响应拦截器
11 axios.interceptors.response.use(function(response) 
12     // debugger;
13     var jwt = response.headers[‘jwt‘];
14     if(jwt)
15         window.vm.$store.commit(‘setJwt‘,jwt:jwt);
16     
17     return response;
18 , function(error) 
19     return Promise.reject(error);
20 );

src/store/state.js    定义一个jwt变量

export default 
  resturantName: ‘天天餐馆‘,
  jwt:‘‘

src/store/Getters.js     jwt变量的get方法

export default 
   getJwt: (state) => 
    return state.jwt;
  

src/store/Mutations.js    jwt变量的set方法 

export default 
    setJwt: (state, payload) => 
    state.jwt = payload.jwt;
  

 

  解决http.js中的响应拦截器中的window.vm的问题

main.js

window.vm=new Vue(
  el: ‘#app‘,
  data()
    return
      Bus:new Vue(

      )
    
  ,
  router,
  store,
  components:  App ,
  template: ‘<App/>‘
)

 

效果

  正确登录访问AppMain  ，这时候的jwt是有值的

 

不登陆直接通过网址访问AppMain ，后台没有收到登录用户信息，没有生成jwt令牌，会报403错误。

 

 

谢谢观看！！！