JSON WEB TOKEN令牌快速入门学习 (jwt)

约定不等于承诺〃 2022-03-11 09:50 444阅读 0赞

*JSON Web Token（JWT）是一个开放的行业标准（RFC 7519），它定义了一种简介的、自包含的协议格式，用于  
在通信双方传递json对象，传递的信息经过数字签名可以被验证和信任。JWT可以使用HMAC算法或使用RSA的公  
钥/私钥对来签名，防止被篡改。*

*                                                                                                               **   目前jwt是最流行的跨域身份验证解决的方案***

## JWT数据结构 ##

该对象是一个很长的字符串,字符之间通过.分割,jwt令牌分为三段数据,分别为  **header**

{
       "alg": "HS256",
       "typ": "JWT"
    }

头部包括令牌的类型（即JWT）及使用的哈希算法（如HMAC SHA256或RSA)编码过后得到的就是  jwt令牌 第一部分字符串

**Payload挂载**

第二部分是挂载部分,内容也是一个json对象，它是存放有效信息的地方，它可以存放jwt提供的现成字段，比如：iss（签发者）,exp（过期时间戳）, sub（面向的用户）等，也可自定义字段。

{
       "sub": "1234567890",
       "name": "456",
       "admin": true
    }

使用Base64Url编码，得到一个字符串就是JWT令牌的第二部分。

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

**Signature 签名**

该部分是为了防止用户盗取签名,此部分用于防止jwt内容被篡改。

jwt 令牌结构如下图所释

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNzk0MjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

###  为什么要选择jwt令牌? ###

下面是网上找的俩张使用jwt前后对比图

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNzk0MjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

缺点: 虽然系统看上去没有问题,但是每次请求都需要资源服务器请求认证令牌是否合法,存在速度缓慢的问题....

使用jwt令牌后的流程图如下

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNzk0MjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

使用了jwt令牌后,资源服务器拥有了  效验token 的能力,并且可以从jwt 字符串中获取用户相关信息,

JWT令牌的优点：  
1、jwt基于json，非常方便解析。  
2、可以在令牌中自定义丰富的内容，易扩展。  
3、通过非对称加密算法及数字签名技术，JWT防止篡改，安全性高。  
4、资源服务使用JWT可不依赖认证服务即可完成授权

缺点

占用内存大,消耗了更多资源,

**JWT 用法**

客户端接收服务器返回的JWT，将其存储在Cookie或localStorage中。

此后，客户端将在与服务器交互中都会带JWT。如果将它存储在Cookie中，就可以自动发送，但是不会跨域，因此一般是将它放入HTTP请求的Header Authorization字段中。

Authorization: Bearer

当跨域时，也可以将JWT被放置于POST请求的数据主体中。

### 生成私钥和公钥 ###

JWT令牌生成采用非对称加密算法

下边命令生成密钥证书，采用RSA 算法每个证书包含公钥和私钥

keytool -genkeypair -alias testkey -keyalg RSA -keypass testtest -keystore test.keystore -storepass testkeystore

Keytool 是一个java提供的证书管理工具  
\-alias：密钥的别名  
\-keyalg：使用的hash算法  
\-keypass：密钥的访问密码  
\-keystore：密钥库文件名，test.keystore保存了生成的证书  
\-storepass：密钥库的访问密码

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNzk0MjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

查询证书信息：

keytool -list -keystore test.keystore

密钥口令      testkeystore

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNzk0MjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

导出密钥

openssl是一个加解密工具包，这里使用openssl来导出公钥信息。

下载地址  [http://slproweb.com/products/Win32OpenSSL.html][http_slproweb.com_products_Win32OpenSSL.html]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNzk0MjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

下载完成后,配置环境变量

配置openssl的path环境变量，xxx\\OpenSSL-Win64\\bin

cmd进入test.keystore文件所在目录执行如下命令：

输入

keytool -list -rfc --keystore test.keystore | openssl x509 -inform pem -pubkey

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNzk0MjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

把公钥私钥拷贝到text的文本中,并清空换行符

**生成 JWT令牌 **

把 test.keystore 拷贝到 Resource 目录中

@Test
        public void testCreateJwt(){
    
    //        证书文件
            String key_location = "test.keystore";
    
            //密钥库密码
            String keystore_password = "testkeystore";
    
            //访问证书路径
            ClassPathResource resource = new ClassPathResource(key_location);
    
    //        密钥工厂
            KeyStoreKeyFactory keyStoreKeyFactory = new KeyStoreKeyFactory(resource, keystore_password.toCharArray());
    
            //密钥的密码，此密码和别名要匹配
            String key_password = "testtest";
    
    //        密钥别名
            String alias  = "testkey";
    
    //        密钥对   公私密钥
            KeyPair keyPair = keyStoreKeyFactory.getKeyPair(alias, key_password.toCharArray());
    
            //获取私钥
            RSAPrivateKey aPrivate = (RSAPrivateKey)keyPair.getPrivate();
    
            //定义payload信息
            Map<String, Object> tokenMap = new HashMap<>();
            tokenMap.put("id", "123");
            tokenMap.put("name", "mrt");
            tokenMap.put("ext", "1");
            //生成jwt令牌
            Jwt jwt = JwtHelper.encode(JSON.toJSONString(tokenMap), new RsaSigner( aPrivate));
    
            String token = jwt.getEncoded();
    
            System.out.println(token);
        }

打印结果如下

eyJhbGciOiJSUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9
    .eyJleHQiOiIxIiwibmFtZSI6Im1ydCIsImlkIjoiMTIzIn0
    .TEvGV_eQc3_tI-0lQnSnTc1UUYdLEq_J_AbmkfFe3b_uUdIdR6LZEm6nKT5doRq8f9YyGg1JUk0-eaGSiA_jokEoVQTk5ucpLgqU46MYVpjgmoFyd0StrOHDu-GbYXASc-dml0EK3FdEPG2XVZa-ty3y8P2KeTE97DngHZQWnY4ef5Ndr3glFmKEyMzC0_VHaPkZ9ZvzQuukYQrG2acBTWX2kM9RYhRwazIOvDfCafvW7IHD7T6T3fWI0epZ8dO1nQajOLTPWiz4udTjnm3mOfAogdkCxq3Tbt-r8m1mRMQNBrCigew-JjdiJM16qPlkHaeSYH50Jw_BB3R8vtrEWA

**JWT解析**

@Test
        public void testVerify(){
    
    
    //        公钥
            String publickey =  "-----BEGIN PUBLIC KEY-----MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEAlirGVWAEmo2hjQY5LYDrc/8UvIHKIZG4mXWmbJvesDEKNsNAJ5N3pPNpqcded3OkCNOuU1kqSNVsi+8HzMLk6ID5KHTDyLSCDRAVTRMBgIOneDC/uU2hGld+lHr9C8cZgIY2+JXaAvmrp+IOLAD0J0jisnT3zi+FK8/9rZB2r8YSJk15Qg0tYIPcPNRZAq/D5W6B0X9HyAMI4k40XElhQkCNKwOuTbAq/cPin4FKGhAQrhBeQuvo/FBKYMzbujPysWbZhjum6ni5CyD6vwToI+lzoXIi2Y+O4tM24A3SuX4VPtnwWCUqu2Ovfe77/yW4AkV7+JcxtuEoIZ451BuiLwIDAQAB-----END PUBLIC KEY-----";
    //       JWT令牌
            String jwtStr = "eyJhbGciOiJSUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJleHQiOiIxIiwibmFtZSI6Im1ydCIsImlkIjoiMTIzIn0.TEvGV_eQc3_tI-0lQnSnTc1UUYdLEq_J_AbmkfFe3b_uUdIdR6LZEm6nKT5doRq8f9YyGg1JUk0-eaGSiA_jokEoVQTk5ucpLgqU46MYVpjgmoFyd0StrOHDu-GbYXASc-dml0EK3FdEPG2XVZa-ty3y8P2KeTE97DngHZQWnY4ef5Ndr3glFmKEyMzC0_VHaPkZ9ZvzQuukYQrG2acBTWX2kM9RYhRwazIOvDfCafvW7IHD7T6T3fWI0epZ8dO1nQajOLTPWiz4udTjnm3mOfAogdkCxq3Tbt-r8m1mRMQNBrCigew-JjdiJM16qPlkHaeSYH50Jw_BB3R8vtrEWA";
    
    
    
            //效验令牌                       无效令牌会抛出异常
            Jwt jwt = JwtHelper.decodeAndVerify(jwtStr, new RsaVerifier(publickey));
    
            String encoded = jwt.getEncoded();
    
    
            System.out.println(encoded);
        }

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNzk0MjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220311/095b128117b5482e88491e37363e3f97.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNzk0MjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220311/d0ec8f026287490dae9e6028de4d427d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNzk0MjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220311/e3bc021f976948c9839e7c92b5ba1675.png
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