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什么是JWT的Token认证机制?

2023-02-18 16:35:58 时间

我们用JWT首先要知道什么是JWT? JSON Web Token(JWT)是一个非常轻巧的规范。 这个规范允许我们使用JWT在用户和服务器之间传递安全可靠的信息。

JWT的组成 一个JWT实际上就是一个字符串,它由三部分组成,头部、载荷与签名。

头部(Header) 头部一般用于描述关于该JWT的最基本的信息,例如其类型以及签名所用的算法等。这也可以 被表示成一个JSON的对象。

{“typ”:“JWT”,“dey”:“HS256”} 在头部指明了签名算法是HS256算法

编码后的字符串如下:

JTdCJTIydHlwJTIyJTNBJTIySldUJTIyJTJDJTIyZGV5JTIyJTNBJTIySFMyNTYlMjIlN0Q=

默认编码Base64:是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。由于2的6次方等于64,所以每6个比特为一个单元,对应某个可打印字符。三个字节有24个比特,对应于4个Base64单元,即3个字节需要用4个可打印字符来表示。JDK 中提供了非常方便的 BASE64Encoder 和 BASE64Decoder,用它们可以非常方便的完成基于 BASE64 的编码和解码

载荷(playload)= 载荷就是存放有效信息的地方。这个名字像是特指飞机上承载的货品,这些有效信息包含三个部分。 1.)标准中注册的声明(建议使用但不是强制使用的,我们可以自己定义)

iss: jwt签发者 sub: jwt所面向的用户 aud: 接收jwt的一方 exp: jwt的过期时间,这个过期时间必须要大于签发时间 nbf: 定义在什么时间之前,该jwt都是不可用的. iat: jwt的签发时间 jti: jwt的唯一身份标识,主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。

2)公共的声明 公共的声明可以添加任何的信息,一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息.但不建议添加敏感信息,因为该部分在客户端可解密.

3)私有的声明 私有声明是提供者和消费者所共同定义的声明,一般不建议存放敏感信息,因为base64是对称解密的,意味着该部分信息可以归类为明文信息。

这个指的就是自定义的claim。比如前面那个结构举例中的admin和name都属于自定的claim。这些claim跟JWT标准规定的claim区别在于:JWT规定的claim,JWT的接收方在拿到JWT之后,都知道怎么对这些标准的claim进行验证(还不知道是否能够验证);而private claims不会验证,除非明确告诉接收方要对这些claim进行验证以及规则才行。

定义一个payload: {“sub”:“12345678”,“name”:“John Doedey”,“admin”:true} 然后将其进行base64编码,得到Jwt的第二部分: JTdCJTIyc3ViJTIyJTNBJTIyMTIzNDU2NzglMjIlMkMlMjJuYW1lJTIyJTNBJTIySm9obiUyMERvZWRleSUyMiUyQyUyMmFkbWluJTIyJTNBdHJ1ZSU3RA==

签证(signature) jwt的第三部分是一个签证信息,这个签证信息由三部分组成:

header (base64后的) payload (base64后的) secret

这个部分需要base64加密后的header和base64加密后的payload使用.连接组成的字符 串,然后通过header中声明的加密方式进行加盐secret组合加密,然后就构成了jwt的第三部分。 大概如下:

TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

将这三部分用.连接成一个完整的字符串,构成了最终的jwt大概如下:

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

注意:secret是保存在服务器端的,jwt的签发生成也是在服务器端的,secret就是用来进行jwt的签发和jwt的验证,所以,它就是你服务端的私钥,在任何场景都不应该流露出去。一旦让客户端得知这个secret,那就意味着客户端是可以自我签发jwt了可以会造成攻击服务器,最好不好暴露给用户。

Token认证 Token 的身份验证方法,在服务端不需要存储用户的登录记录 认证流程:

  1. 客户端使用用户名跟密码请求登录
  2. 服务端收到请求,去验证用户名与密码
  3. 验证成功后,服务端会签发一个 Token,再把这个 Token 发送给客户端
  4. 客户端收到 Token 以后可以把它存储起来,比如放在 Cookie 里
  5. 客户端每次向服务端请求资源的时候需要带着服务端签发的 Token
  6. 服务端收到请求,然后去验证客户端请求里面带着的 Token,如果验证成功,就向客户端返回请求的数据

Token机制相对于Cookie机制又有什么好处呢? 支持跨域访问: Cookie是不允许垮域访问的,这一点对Token机制是不存在的,前提是传输的用户认证信息通过HTTP头传输。 无状态(也称:服务端可扩展行):Token机制在服务端不需要存储session信息,因为Token 自身包含了所有登录用户的信息,只需要在客户端的cookie或本地介质存储状态信息.更适用CDN: 可以通过内容分发网络请求你服务端的所有资料(如:javascript,HTML,图片等),而你的服务端只要提供API即可。 去耦: 不需要绑定到一个特定的身份验证方案。Token可以在任何地方生成,只要在你的API被调用的时候,你可以进行Token生成调用即可.更适用于移动应用: 当你的客户端是一个原生平台(iOS, Android,Windows 8等)时,Cookie是不被支持的(你需要通过Cookie容器进行处理),这时采用Token认证机制就会简单得多。 CSRF:因为不再依赖于Cookie,所以你就不需要考虑对CSRF(跨站请求伪造)的防范。 性能: 一次网络往返时间(通过数据库查询session信息)总比做一次HMACSHA256 计算 的Token验证和解析要费时得多.不需要为登录页面做特殊处理: 如果你使用Protractor 做功能测试的时候,不再需要为登录页面做特殊处理。

多个后端库(.NET, Ruby, Java,Python, PHP)和多家公司的支持(如:Google, Microsoft).

不含方法使用