详解JWT token心得与使用实例

时间:2020-05-17 bug_lover_liao 人气:0

本文你能学到什么？

token的组成
token串的生成流程。
token在客户端与服务器端的交互流程
Token的优点和思考
参考代码：核心代码使用参考，不是全部代码

JWT token的组成

头部（Header），格式如下：

{ 
“typ”: “JWT”, 
“alg”: “HS256” 
}

由上可知，该token使用HS256加密算法，将头部使用Base64编码可得到如下个格式的字符串：

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9

有效载荷（Playload）：

{ 
“iss”: “Online JWT Builder”, 
“iat”: 1416797419, 
“exp”: 1448333419, 
……. 
“userid”:10001 
}

有效载荷中存放了token的签发者（iss）、签发时间（iat）、过期时间（exp）等以及一些我们需要写进token中的信息。有效载荷也使用Base64编码得到如下格式的字符串：

eyJ1c2VyaWQiOjB9

签名（Signature）：

将Header和Playload拼接生成一个字符串str=“eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1c2VyaWQiOjB9”，使用HS256算法和我们提供的密钥（secret,服务器自己提供的一个字符串）对str进行加密生成最终的JWT，即我们需要的令牌（token），形如：str.”签名字符串”。

token在服务与客户端的交互流程

1：客户端通过用户名和密码登录
2：服务器验证用户名和密码，若通过，生成token返回给客户端。
3：客户端收到token后以后每次请求的时候都带上这个token，相当于一个令牌，表示我有权限访问了
4：服务器接收（通常在拦截器中实现）到该token，然后验证该token的合法性（为什么能验证下面说）。若该token合法，则通过请求，若token不合法或者过期，返回请求失败。

关于Token的思考

服务如何判断这个token是否合法？

由上面token的生成可知，token中的签名是由Header和有效载荷通过Base64编码生成再通过加密算法HS256和密钥最终生成签名，这个签名位于JWT的尾部，在服务器端同样对返回过来的JWT的前部分再进行一次签名生成，然后比较这次生成的签名与请求的JWT中的签名是否一致，若一致说明token合法。由于生成签名的密钥是服务器才知道的，所以别人难以伪造。

token中能放敏感信息吗？
不能，因为有效载荷是经过Base64编码生成的，并不是加密。所以不能存放敏感信息。

Token的优点

（1）相比于session，它无需保存在服务器，不占用服务器内存开销。
（2）无状态、可拓展性强：比如有3台机器（A、B、C）组成服务器集群，若session存在机器A上，session只能保存在其中一台服务器，此时你便不能访问机器B、C，因为B、C上没有存放该Session，而使用token就能够验证用户请求合法性，并且我再加几台机器也没事，所以可拓展性好就是这个意思。
（3）由（2）知，这样做可就支持了跨域访问。

Java实例:JWT token使用

部分代码来自互联网，找不到原作者了。。

编写JWT(Java Web Token）操作类:JavaWebToken

public class JavaWebToken {

  private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(JavaWebToken.class);

  //该方法使用HS256算法和Secret:bankgl生成signKey
  private static Key getKeyInstance() {
    //We will sign our JavaWebToken with our ApiKey secret
    SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;
    byte[] apiKeySecretBytes = DatatypeConverter.parseBase64Binary("bankgl");
    Key signingKey = new SecretKeySpec(apiKeySecretBytes, signatureAlgorithm.getJcaName());
    return signingKey;
  }

  //使用HS256签名算法和生成的signingKey最终的Token,claims中是有效载荷
  public static String createJavaWebToken(Map<String, Object> claims) {
    return Jwts.builder().setClaims(claims).signWith(SignatureAlgorithm.HS256, getKeyInstance()).compact();
  }

  //解析Token，同时也能验证Token，当验证失败返回null
  public static Map<String, Object> parserJavaWebToken(String jwt) {
    try {
      Map<String, Object> jwtClaims =
          Jwts.parser().setSigningKey(getKeyInstance()).parseClaimsJws(jwt).getBody();
      return jwtClaims;
    } catch (Exception e) {
      log.error("json web token verify failed");
      return null;
    }
  }
}

编写登录Conreoller，在服务器端给客户返回token.

public LoginStatusMessage checkUserAndPassword(
  @RequestParam(value="username",required=true) String username,
  @RequestParam(value="password",required=true) String password,User user,HttpServletRequest request) throws Exception{
    User u = new User();
    //登录成功
    if((u = userService.checkUsernameAndPassword(user)) != null){
      Map<String,Object> m = new HashMap<String,Object>();
      m.put("userid", user.getUserid());
      String token = JavaWebToken.createJavaWebToken(m);
      System.out.println(token);
      LoginStatusMessage lsm = new LoginStatusMessage();
      lsm.setUser(u);
      lsm.setToken(token);
      return lsm;
    };
    //登录失败，返回Null
    return null;
  }

在拦截器中对请求中的Token验证（部分代码，表示下意思）：

String token = request.getParameter("token");
      if(JavaWebToken.parserJavaWebToken(token) != null){
        //表示token合法
        return true;
      }else{
        //token不合法或者过期
        return false;
      }

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