使用JWT生成token

灰太狼 2023-02-20 03:09 85阅读 0赞

# 一、使用JWT进行身份验证 #

## 1、传统用户身份验证 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Noa3N0YXJ0_size_16_color_FFFFFF_t_70]

**Internet服务无法与用户身份验证分开。一般过程如下：**

1.  用户向服务器发送用户名和密码。
2.  验证服务器后，相关数据（如用户角色，登录时间等）将保存在当前会话中。
3.  服务器向用户返回session\_id，session信息都会写入到用户的Cookie。
4.  用户的每个后续请求都将通过在Cookie中取出session\_id传给服务器。
5.  服务器收到session\_id并对比之前保存的数据，确认用户的身份。  
    *这种模式最大的问题是，没有分布式架构，无法支持横向扩展。*

## 2、解决方案 ##

1.  session广播
2.  将透明令牌存入cookie，将用户身份信息存入redis  
    另外一种灵活的解决方案：  
    使用自包含令牌，通过客户端保存数据，而服务器不保存会话数据。 JWT是这种解决方案的代表。

# 二、JWT令牌 #

## 1、访问令牌的类型 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Noa3N0YXJ0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 2、JWT的组成 ##

典型的，一个JWT看起来如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Noa3N0YXJ0_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
该对象为一个很长的字符串，字符之间通过"."分隔符分为三个子串。  
每一个子串表示了一个功能块，总共有以下三个部分：JWT头、有效载荷和签名  
**JWT头**  
JWT头部分是一个描述JWT元数据的JSON对象，通常如下所示。  
\{  
“alg”: “HS256”,  
“typ”: “JWT”  
\}  
在上面的代码中，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。  
**有效载荷**  
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
    除以上默认字段外，我们还可以自定义私有字段，如下例：
    { 
      "sub": "1234567890",
      "name": "atguigu",
      "admin": true
    }

请注意，默认情况下JWT是未加密的，任何人都可以解读其内容，因此不要构建隐私信息字段，存放保密信息，以防止信息泄露。  
JSON对象也使用Base64 URL算法转换为字符串保存。

**签名哈希**

签名哈希部分是对上面两部分数据签名，通过指定的算法生成哈希，以确保数据不会被篡改。  
首先，需要指定一个密码（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，使用标头中指定的签名算法（默认情况下为HMAC SHA256）根据以下公式生成签名。

HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(claims), 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。  
**Base64URL算法**  
如前所述，JWT头和有效载荷序列化的算法都用到了Base64URL。该算法和常见Base64算法类似，稍有差别。  
作为令牌的JWT可以放在URL中（例如api.example/?token=xxx）。 Base64中用的三个字符是”+"，"/“和”="，由于在URL中有特殊含义，因此Base64URL中对他们做了替换："=“去掉，”+“用”-“替换，”/“用”\_"替换，这就是Base64URL算法。

## 3、JWT的原则 ##

JWT的原则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，如下所示。

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

之后，当用户与服务器通信时，客户在请求中发回JSON对象。服务器仅依赖于这个JSON对象来标识用户。为了防止用户篡改数据，服务器将在生成对象时添加签名。  
服务器不保存任何会话数据，即服务器变为无状态，使其更容易扩展。

## 4、JWT的用法 ##

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。当跨域时，也可以将JWT被放置于POST请求的数据主体中。

## 5、JWT问题和趋势 ##

• JWT不仅可用于认证，还可用于信息交换。善用JWT有助于减少服务器请求数据库的次数。  
• 生产的token可以包含基本信息，比如id、用户昵称、头像等信息，避免再次查库  
• 存储在客户端，不占用服务端的内存资源  
• JWT默认不加密，但可以加密。生成原始令牌后，可以再次对其进行加密。  
• 当JWT未加密时，一些私密数据无法通过JWT传输。  
• JWT的最大缺点是服务器不保存会话状态，所以在使用期间不可能取消令牌或更改令牌的权限。也就是说，一旦JWT签发，在有效期内将会一直有效。  
• JWT本身包含认证信息，token是经过base64编码，所以可以解码，因此token加密前的对象不应该包含敏感信息，一旦信息泄露，任何人都可以获得令牌的所有权限。为了减少盗用，JWT的有效期不宜设置太长。对于某些重要操作，用户在使用时应该每次都进行进行身份验证。  
• 为了减少盗用和窃取，JWT不建议使用HTTP协议来传输代码，而是使用加密的HTTPS协议进行传输。

# 三、整合JWT令牌 #

## 1、加入jwt工具依赖 ##

创建的mavne项目中的pom中添加

<dependency>
        <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
        <artifactId>jjwt</artifactId>
        <version>0.7.0</version>
    </dependency>

## 2、创建JWT工具类 ##

项目中的util包中添加

package com.atguigu.util;
    import com.atguigu.entity.Member;
    import io.jsonwebtoken.Claims;
    import io.jsonwebtoken.Jwts;
    import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
    import org.springframework.util.StringUtils;
    import java.util.Date;
    
    /** * jwt工具类 */
    
    public class JwtUtils { 
    
        public static final String SUBJECT = "guli";
        //秘钥
        public static final String APPSECRET = "guli";
        public static final long EXPIRE = 1000 * 60 * 30;  //过期时间，毫秒，30分钟
        /** * 生成jwt token * * @param member * @return */
        public static String geneJsonWebToken(Member member) { 
            if (member == null || StringUtils.isEmpty(member.getId())
                    || StringUtils.isEmpty(member.getNickname())
                    || StringUtils.isEmpty(member.getAvatar())) { 
                return null;
            }
            String token = Jwts.builder().setSubject(SUBJECT)
                    .claim("id", member.getId())
                    .claim("nickname", member.getNickname())
                    .claim("avatar", member.getAvatar())
                    .setIssuedAt(new Date())
                    .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRE))
                    .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, APPSECRET).compact();
            return token;
        }
        /** * 校验jwt token * * @param token * @return */
        public static Claims checkJWT(String token) { 
            Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey(APPSECRET).parseClaimsJws(token).getBody();
            return claims;
        }
        //测试生成jwt token
        private static String testGeneJwt(){ 
            Member member = new Member();
            member.setId("999");
            member.setAvatar("www.guli.com");
            member.setNickname("Helen");
            String token = JwtUtils.geneJsonWebToken(member);
            System.out.println(token);
            return token;
        }
        //测试校验jwt token
        private static void testCheck(String token){ 
            Claims claims = JwtUtils.checkJWT(token);
            String nickname = (String)claims.get("nickname");
            String avatar = (String)claims.get("avatar");
            String id = (String)claims.get("id");
            System.out.println(nickname);
            System.out.println(avatar);
            System.out.println(id);
        }
        public static void main(String[] args){ 
            String token = testGeneJwt();
            testCheck(token);
        }
    }

## 3、测试生成token ##

在测试类中添加如下代码

// 生成token
    String token = JwtUtils.geneJsonWebToken(member);
    //存入cookie
    //CookieUtils.setCookie(request, response, "guli_jwt_token", token);
    //因为端口号不同存在蛞蝓问题，cookie不能跨域，所以这里使用url重写
    system.out.print("jwt生成的token:"+token)

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