JSON WEB TOKEN 入门

在《基于Token的用户认证》中我们了解了 Token 认证的基本流程，而 JSON Web Token（缩写 JWT）是基于 Token 原理目前最流行的跨域认证解决方案，本文介绍它的原理和用法。

JWT 的原理：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。

{
    "userId": "小花",
    "role": "admin",
    "lastLoginTime": "2019-11-24 19:24:24"
}

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验证用户身份。为保障安全性，服务器在生成这个对象的时候，会用算法生成签名（详见后文）。

JWT 的三个部分依次如下。

HEADER（头部）

PAYLOAD（负载）

SIGNATURE（签名）

写成一行，就是下面的样子。

HEADER.PAYLOAD.SIGNATURE

实际 JWT 大概就像下面这样。

它是一个很长的字符串，中间用点（.）分隔成三个部分，HEADER 和 PAYLOAD 是 JSON 对象，均用 base64Url 转换为字符串。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。

HEADER 部分是一个 JSON 对象，描述 JWT 的元数据，一般是这个样子：

{
    "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 。

HEADER 是个 JSON 对象，会用 base64Url 转换为字符串。

PAYLOAD 部分也是一个 JSON 对象，描述服务中需要负载的信息，一般是这个样子：

{
    "userId": "小花",
    "role": "admin",
    "lastLoginTime": "2019-11-24 19:24:24"
}

PAYLOAD 部分也是一个 JSON 对象，会用 base64Url 转换为字符串。

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），再使用 Header 里面指定的签名算法，按照下面的公式产生签名。

HMACSHA256(
    base64UrlEncode(header) + "." +
    base64UrlEncode(payload) + "." +
    base64UrlEncode(your-256-bit-secret)
    )

用户登录 --> 服务器生成 token --> 用户端存储 --> 基于 token 通信

用户登录

用户首次登录，将用户信息发送给服务器

服务器生成 token

将用户的基本信息结合我们设置的密钥 secret 通过 jsonwebtoken 生成 token

存储

用户收到服务器经过 JWT 编码返回的 token 后，可以将token储存在 Cookie 里面，也可以储存在 localStorage。

通信

用户每次与服务器通信，都要带上这个 token 。你可以把它放在 Cookie 里面自动发送，但是这样不能跨域。更好的做法是放在 HTTP 请求的头信息 Authorization字段里面。

    Authorization: Bearer 
    // 头信息 Authorization 字段

另一种做法是，跨域的时候，JWT 就放在 POST 请求的数据体里面。

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。