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学习笔记-Json Web Tokens

学习笔记-Json Web Tokens

作者: sofiiii | 来源:发表于2019-01-10 14:28 被阅读0次

    1.JWT原理

    • JWT 的原理是,服务器认证以后,生成一个 JSON 对象,发回给用户,就像下面这样。
    {
      "姓名": "张三",
      "角色": "管理员",
      "到期时间": "2018年7月1日0点0分"
    }
    

    以后,用户与服务端通信的时候,都要发回这个 JSON 对象。服务器完全只靠这个对象认定用户身份。为了防止用户篡改数据,服务器在生成这个对象的时候,会加上签名,服务器就不保存任何 session 数据了,也就是说,服务器变成无状态了,从而比较容易实现扩展。

    2.JWT数据结构

    • 组成结构
    Header(头部)
    Payload(负载)
    Signature(签名)
    
    • 举例
      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。
      image.png
      image.png
    2.1 Header

    Header 部分是一个 JSON 对象,描述 JWT 的元数据

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

    上面代码中,alg属性表示签名的算法algorithm,默认是 HMAC SHA256(写成 HS256);typ属性表示这个令牌(token)的类型(type),JWT 令牌统一写为JWT。

    2.2 Payload

    Payload 部分也是一个 JSON 对象,用来存放实际需要传递的数据。JWT 规定了7个官方字段,供选用。

    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
    这个 JSON 对象也要使用 Base64URL 算法转成字符串。
    
    2.3 Signature

    Signature 部分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。

    HMACSHA256(
      base64UrlEncode(header) + "." +
      base64UrlEncode(payload),
      secret)
    

    算出签名以后,把 Header、Payload、Signature 三个部分拼成一个字符串,每个部分之间用"点"(.)分隔,就可以返回给用户。

    2.4 Base64URL

    JWT 作为一个令牌(token),有些场合可能会放到 URL(比如 api.example.com/?token=xxx)。Base64 有三个字符+/=,在 URL 里面有特殊含义,所以要被替换掉:=被省略、+替换成-/替换成_ 。这就是 Base64URL 算法。

    3.使用方式

    • 客户端收到服务器返回的 JWT,可以储存在 Cookie 里面,也可以储存在 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。

    4.特点

    • JWT 默认是不加密,但也是可以加密的。生成原始 Token 以后,可以用密钥再加密一次。
    • JWT 不加密的情况下,不能将秘密数据写入 JWT。
    • JWT 不仅可以用于认证,也可以用于交换信息。有效使用 JWT,可以降低服务器查询数据库的次数。
    • JWT 的最大缺点是,由于服务器不保存 session 状态,因此无法在使用过程中废止某个 token,或者更改 token 的权限。也就是说,一旦 JWT 签发了,在到期之前就会始终有效,除非服务器部署额外的逻辑。
    • JWT 本身包含了认证信息,一旦泄露,任何人都可以获得该令牌的所有权限。为了减少盗用,JWT 的有效期应该设置得比较短。对于一些比较重要的权限,使用时应该再次对用户进行认证。
    • 为了减少盗用,JWT 不应该使用 HTTP 协议明码传输,要使用 HTTPS 协议传输。

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