php 后端实现JWT认证方法

PS：我是翻阅了网上大部分资料，进行整合，得出以下文章。（不是原创，只是进行了整合，方便理解。）

JWT简介

JWT(json web token)是为了在网络应用环境间传递声明而执行的一种基于JSON的开放标准。
JWT的声明一般被用来在身份提供者和服务提供者间传递被认证的用户身份信息，以便于从资源服务器获取资源。比如用在用户登录上。

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JWT是什么

JWT是json web token缩写。它将用户信息加密到token里，服务器不保存任何用户信息。服务器通过使用保存的密钥验证token的正确性，只要正确即通过验证。基于token的身份验证可以替代传统的cookie+session身份验证方法。
JWT由三个部分组成：header.payload.signature

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以下示例以JWT官网为例

header部分：

jwt的头部承载两部分信息：

声明类型，这里是jwt

声明加密的算法 通常直接使用 HMAC SHA256

完整的头部就像下面这样的JSON：

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

对应base64UrlEncode编码为：eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9
说明：该字段为json格式。alg字段指定了生成signature的算法，默认值为HS256，typ默认值为JWT

payload部分：

载荷就是存放有效信息的地方。
标准中注册的声明 (建议但不强制使用) ：

• 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。

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "iat": 1516239022
}

对应base64UrlEncode编码为：eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ
说明：该字段为json格式，表明用户身份的数据，可以自己自定义字段，很灵活。sub 面向的用户，name 姓名 ,iat 签发时间。例如可自定义示例如下：

{
    "iss": "admin",          //该JWT的签发者
    "iat": 1535967430,        //签发时间
    "exp": 1535974630,        //过期时间
    "nbf": 1535967430,         //该时间之前不接收处理该Token
    "sub": "www.admin.com",   //面向的用户
    "jti": "9f10e796726e332cec401c569969e13e"   //该Token唯一标识
}

signature部分：

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

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." +
  base64UrlEncode(payload),
  123456
) 

对应的签名为：keH6T3x1z7mmhKL1T3r9sQdAxxdzB6siemGMr_6ZOwU

密钥secret是保存在服务端的，服务端会根据这个密钥进行生成token和验证，所以需要保护好。

最终得到的JWT的json为(header.payload.signature)：eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.keH6T3x1z7mmhKL1T3r9sQdAxxdzB6siemGMr_6ZOwU
说明：对header和payload进行base64UrlEncode编码后进行拼接。通过secret（这里是123456）进行HS256算法签名。

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JWT使用流程

1. 初次登录：用户初次登录，输入用户名密码
2. 密码验证：服务器从数据库取出用户名和密码进行验证
3. 生成JWT：服务器端验证通过，根据从数据库返回的信息，以及预设规则，生成JWT
4. 返还JWT：服务器的HTTP RESPONSE中将JWT返还
5. 带JWT的请求：以后客户端发起请求，HTTP REQUEST
6. HEADER中的Authorizatio字段都要有值，为JWT
7. 服务器验证JWT

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PHP实现JWT

新建jwt.php，复制粘贴如下：

/**
 * PHP实现jwt
 */
class Jwt {

    //头部
    private static $header=array(
        'alg'=>'HS256', //生成signature的算法
        'typ'=>'JWT'    //类型
    );

    //使用HMAC生成信息摘要时所使用的密钥
    private static $key='123456';


    /**
     * 获取jwt token
     * @param array $payload jwt载荷   格式如下非必须
     * [
     *  'iss'=>'jwt_admin',  //该JWT的签发者
     *  'iat'=>time(),  //签发时间
     *  'exp'=>time()+7200,  //过期时间
     *  'nbf'=>time()+60,  //该时间之前不接收处理该Token
     *  'sub'=>'www.admin.com',  //面向的用户
     *  'jti'=>md5(uniqid('JWT').time())  //该Token唯一标识
     * ]
     * @return bool|string
     */
    public static function getToken($payload)
    {
        if(is_array($payload))
        {
            $base64header=self::base64UrlEncode(json_encode(self::$header,JSON_UNESCAPED_UNICODE));
            $base64payload=self::base64UrlEncode(json_encode($payload,JSON_UNESCAPED_UNICODE));
            $token=$base64header.'.'.$base64payload.'.'.self::signature($base64header.'.'.$base64payload,self::$key,self::$header['alg']);
            return $token;
        }else{
            return false;
        }
    }


    /**
     * 验证token是否有效,默认验证exp,nbf,iat时间
     * @param string $Token 需要验证的token
     * @return bool|string
     */
    public static function verifyToken($Token)
    {
        $tokens = explode('.', $Token);
        if (count($tokens) != 3)
            return false;

        list($base64header, $base64payload, $sign) = $tokens;

        //获取jwt算法
        $base64decodeheader = json_decode(self::base64UrlDecode($base64header), JSON_OBJECT_AS_ARRAY);
        if (empty($base64decodeheader['alg']))
            return false;

        //签名验证
        if (self::signature($base64header . '.' . $base64payload, self::$key, $base64decodeheader['alg']) !== $sign)
            return false;

        $payload = json_decode(self::base64UrlDecode($base64payload), JSON_OBJECT_AS_ARRAY);

        //签发时间大于当前服务器时间验证失败
        if (isset($payload['iat']) && $payload['iat'] > time())
            return false;

        //过期时间小宇当前服务器时间验证失败
        if (isset($payload['exp']) && $payload['exp'] < time())
            return false;

        //该nbf时间之前不接收处理该Token
        if (isset($payload['nbf']) && $payload['nbf'] > time())
            return false;

        return $payload;
    }




    /**
     * base64UrlEncode   https://jwt.io/  中base64UrlEncode编码实现
     * @param string $input 需要编码的字符串
     * @return string
     */
    private static function base64UrlEncode($input)
    {
        return str_replace('=', '', strtr(base64_encode($input), '+/', '-_'));
    }

    /**
     * base64UrlEncode  https://jwt.io/  中base64UrlEncode解码实现
     * @param string $input 需要解码的字符串
     * @return bool|string
     */
    private static function base64UrlDecode($input)
    {
        $remainder = strlen($input) % 4;
        if ($remainder) {
            $addlen = 4 - $remainder;
            $input .= str_repeat('=', $addlen);
        }
        return base64_decode(strtr($input, '-_', '+/'));
    }

    /**
     * HMACSHA256签名   https://jwt.io/  中HMACSHA256签名实现
     * @param string $input 为base64UrlEncode(header).".".base64UrlEncode(payload)
     * @param string $key
     * @param string $alg   算法方式
     * @return mixed
     */
    private static function signature($input, $key, $alg = 'HS256')
    {
        $alg_config=array(
            'HS256'=>'sha256'
        );
        return self::base64UrlEncode(hash_hmac($alg_config[$alg], $input, $key,true));
    }
}



    //测试和官网是否匹配begin
    $payload=array('sub'=>'1234567890','name'=>'John Doe','iat'=>1516239022);
    $jwt=new Jwt;
    $token=$jwt->getToken($payload);
    echo "
";
    echo $token;
    
    //对token进行验证签名
    $getPayload=$jwt->verifyToken($token);
    echo "

";
    var_dump($getPayload);
    echo "

";
    //测试和官网是否匹配end
    
    
    //自己使用测试begin
    $payload_test=array('iss'=>'admin','iat'=>time(),'exp'=>time()+7200,'nbf'=>time(),'sub'=>'www.admin.com','jti'=>md5(uniqid('JWT').time()));;
    $token_test=Jwt::getToken($payload_test);
    echo "
";
    echo $token_test;
    
    //对token进行验证签名
    $getPayload_test=Jwt::verifyToken($token_test);
    echo "

";
    var_dump($getPayload_test);
    echo "

";
    //自己使用时候end


 
  
 
  
JWT总结
 
  
 
   
因为json的通用性，所以JWT是可以进行跨语言支持的，像JAVA,JavaScript,NodeJS,PHP等很多语言都可以使用。
 
   
payload部分，JWT可以在自身存储一些其他业务逻辑所必要的非敏感信息。
 
   
便于传输，jwt的构成非常简单，字节占用很小，所以它是非常便于传输的。它不需要在服务端保存会话信息, 所以它易于应用的扩展