JSON Web Token 简介

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-04-24 01:40 296阅读 0赞

### 1. 跨域认证的问题 ###

一般流程

1.  用户向服务器发送用户名和密码。
2.  服务器验证通过后，在当前对话（session）里面保存相关数据，比如用户角色、登录时间等等。
3.  服务器向用户返回一个 session\_id，写入用户的 Cookie。
4.  用户随后的每一次请求，都会通过 Cookie，将 session\_id 传回服务器。
5.  服务器收到 session\_id，找到前期保存的数据，由此得知用户的身份。

**问题**：扩展性（scaling）不好。单机没有问题，如果是服务器集群，或者是跨域的服务导向架构，就要求 session 数据共享，每台服务器都能够读取 session（例如，A 网站和 B 网站是同一家公司的关联服务。现在要求，用户只要在其中一个网站登录，再访问另一个网站就会自动登录，请问怎么实现？）

**解决方案1**：session 数据持久化，写入数据库或别的持久层。各种服务收到请求后，都向持久层请求数据。这种方案的优点是架构清晰，缺点是工程量比较大。另外，持久层万一挂了，就会单点失败

**解决方案2**：服务器不保存 session 数据，所有数据都保存在客户端，每次请求都发回服务器，也就是 `Token`

### 2. Token 工作流程 ###

1.  登陆时，客户端发送用户名密码
2.  服务端验证用户名密码是否正确，校验通过就会生成一个有时效的 token，发送给客户端
3.  客户端储存 token，一般都会存储在 `localStorage` 或者 `cookie` 里面
4.  客户端每次请求时都带有 token，可以将其放在请求头里，每次请求都携带 token
5.  服务端验证 token，所有需要校验身份的接口都会被校验 token，若 token 解析后的数据包含用户身份信息，则身份验证通过，返回数据

客户端获取到 token 后，可以存储在 `Cookie`，也可以存储在 `localStorage`

此后，客户端每次与服务器通信，都要带上这个 JWT。你可以把它放在 Cookie 里面自动发送，但是这样不能跨域，所以更好的做法是放在 HTTP 请求的头信息 `Authorization` 字段里面。

Authorization: Bearer <token>

另一种做法是，跨域的时候，JWT 就放在 POST 请求的数据体里面。

### 3. JsonWebToken(JWT) ###

> [官方手册][Link 1]

#### 3.1 JWT 生成的 Token 格式 ####

eyJhbGciOiJSUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.
    eyJkYXRhIjoiNWM5Yzk2NGUyMjE3YzIzM2I1ZjQ0YWVmIiwiZXhwIjoxNTU1MTM1OTc3LCJpYXQiOjE1NTQ4NzY3Nzd9.
    osPAb7eywjEAs4qfRobC5fstM5eHAxgTYGV7Q0W8YOt8dxv2VP2S8Y7q3eW66AViDHRrFgFIlRunighlrmC9XtUTnotXCTuWEg288Bx_RjP_pAuj0eQiiWEeFvYeUZX8OR51x2JB1AUGXbLv5853HFYdiluoJIe8ADGneYRaLIfCegTSoq7RtDumfn8U11e8WBIhDjYobGFaFqNBzYaW0fA52oQglJjq5vr8RoVcVgA9LufE4CEA5yB24b0xln9Wf6ul7ZKSQDciNKDJr_QKKj5isFGZU3NMM7u3DEG7EeAtIhUzLbQJ1hSUNymc7WwqF7L1QjaiDkOlGlbVg

生成的 Token 是一个很长的字符串，由 `.` 分割为三段（此处为了方便展示分段展示，实际是一行的）

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p3a2trazE_size_16_color_FFFFFF_t_70]

这三段字符串其实**原本都是 `JSON` 对象，然后通过 `Base64URL` 算法生成的**，接下来来简单介绍这三段的含义

##### 3.1.1 Header(头部) #####

存储 JWT 的元数据，与生成 Token API `jwt.sign(payload, secretOrPrivateKey, [options, callback])`中的 `options` 对应

##### 3.1.2 Payload(负载数据) #####

存放需要实际传递的数据，官方定义了7个官方字段

*  iss (issuer)：签发人
 *  exp (expiration time)：过期时间
 *  sub (subject)：主题
 *  aud (audience)：受众
 *  nbf (Not Before)：生效时间
 *  iat (Issued At)：签发时间
 *  jti (JWT ID)：编号

此外，可以定义一些自定义的字段，方便存储数据

##### 3.1.3 Signature(签名) #####

是对前两部分的签名，防止数据篡改

首先，需要指定一个密钥（secret）。这个密钥只有服务器才知道，不能泄露给用户。然后，使用 Header 里面指定的签名算法（默认是 HMAC SHA256），按照下面的公式产生签名。

> 同 [HTTP 中的公钥密钥][HTTP]知识

> 参考文章：[JSON Web Token 入门教程][JSON Web Token]  
> [基于jsonwebtoken（JWT） 的web认证 (Node版实现)][jsonwebtoken_JWT_ _web_ _Node]  
> [nodejs 基于token的身份验证][nodejs _token]

[Link 1]: https://github.com/auth0/node-jsonwebtoken
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p3a2trazE_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220221/3daa075e0aaa4ecebf8c22a6f2e1a4e7.png
[HTTP]: https://blog.csdn.net/zwkkkk1/article/details/81912166
[JSON Web Token]: http://www.ruanyifeng.com/blog/2018/07/json_web_token-tutorial.html
[jsonwebtoken_JWT_ _web_ _Node]: https://segmentfault.com/a/1190000015255975
[nodejs _token]: https://blog.csdn.net/qq_37261367/article/details/81387107