SpringBoot+JWT完成token验证

什么是JWT

Json Web Token（JWT）：JSON网络令牌，是为了在网络应用环境间传递声明而制定的一种基于JSON的开放标准（(RFC 7519)。JWT是一个轻便的安全跨平台传输格式，定义了一个紧凑的自包含的方式用于通信双方之间以 JSON 对象行使安全的传递信息。因为数字签名的存在，这些信息是可信的。

广义上讲JWT是一个标准的名称；狭义上讲JWT指的就是用来传递的那个token字符串。

JWT的组成

JWT含有三个部分：

• 头部（header）
• 载荷（payload）
• 签证（signature）

头部（header）

头部一般有两部分信息：类型、加密的算法（通常使用HMAC SHA256）

头部一般使用base64加密：eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9

解密后：

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

载荷（payload）

该部分一般存放一些有效的信息。JWT的标准定义包含五个字段：

• iss：该JWT的签发者
• sub：该JWT所面向的用户
• aud：接收该JWT的一方
• exp（expires）：什么时候过期，这里是一个Unit的时间戳
• iat（issued at）：在什么时候签发的

签证（signature）

JWT最后一个部分。该部分是使用了HS256加密后的数据；包含三个部分：

• header(base64后的）
• payload（base64后的）
• secret 私钥

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，它就是你服务端的秘钥，在任何场景都不应该流露出去。一旦客户端得知这个secret，那就意味着客户端可以自我签发JWT了。

JWT特点

• 紧凑：意味着这个字符串很小，甚至可以放在URL参数，POST Parameter中以Http Header的方式传输。
• 自包含：传输的字符串包含很多信息，别人拿到以后就不需要多次访问数据库获取信息，而且通过其中的信息就可以知道加密类型和方式（当然解密需要公钥和密钥）。

如何使用JWT？

在身份鉴定的实现中，传统的方法是在服务端存储一个 session，给客户端返回一个 cookie，而使用JWT之后，当用户使用它的认证信息登录系统之后，会返回给用户一个JWT， 用户只需要本地保存该 token（通常使用localStorage，也可以使用cookie）即可。

当用户希望访问一个受保护的路由或者资源的时候，通常应该在 Authorization 头部使用 Bearer 模式添加JWT，其内容格式：

Authorization: Bearer  

因为用户的状态在服务端内容中是不存储的，所以这是一种无状态的认证机制。服务端的保护路由将会检查请求头 Authorization 中的JWT信息，如果合法，则允许用户的行为。由于JWT是 自包含的，因此，减少了需要查询数据库的需要。

JWT的这些特征使得我们可以完全依赖无状态的特性提供数据API服务。因为JWT并不使用Cookie的，所以你可以在任何域名提供你的API服务而不需要担心跨域资源共享问题（CORS）

下面的序列图展示了该过程：

 

中文流程介绍：

1. 用户使用账号和密码发出POST登录请求；
2. 服务器使用私钥创建一个JWT；
3. 服务器返回这个JWT给浏览器；
4. 浏览器将该JWT串放在请求头中向服务器发送请求；
5. 服务器验证该JWT；
6. 返回响应的资源给浏览器。

说了这么多JWT到底如何应用到我们的项目中，下面我们就使用SpringBoot 结合 JWT完成用户的登录验证。

应用流程

• 初次登录生成JWT流程图

 

•  
• 用户访问资源流程图

 

•  

搭建SpringBoot + JWT工程

下面通过代码来实现用户认证的功能，博主这里主要采用Spring Boot与JWT整合的方式实现。关于Spring Boot项目如何搭建与使用本章不做详细介绍。

1. 首先引入JWT依赖：

 io.jsonwebtoken jjwt 0.9.0  

1. 在工程 application.yml 配置文件中添加JWT的配置信息：

##jwt配置 audience:  # 代表这个JWT的接收对象,存入audience clientId: 098f6bcd4621d373cade4e832627b4f6  # 密钥, 经过Base64加密, 可自行替换 base64Secret: MDk4ZjZiY2Q0NjIxZDM3M2NhZGU0ZTgzMjYyN2I0ZjY=  # JWT的签发主体，存入issuer name: restapiuser  # 过期时间，时间戳 expiresSecond: 172800 

1. 新建配置信息的实体类，以便获取JWT配置：

@Data @ConfigurationProperties(prefix = "audience") @Component public class Audience { private String clientId; private String base64Secret; private String name; private int expiresSecond; } 

JWT验证主要是通过过滤器验证，所以我们需要添加一个拦截器来演请求头中是否包含有后台颁发的 token，这里请求头的格式：

Authorization: Bearer  

1. 创建JWT工具类：

package com.thtf.util; import com.thtf.common.exception.CustomException; import com.thtf.common.response.ResultCode; import com.thtf.model.Audience; import io.jsonwebtoken.*; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import javax.xml.bind.DatatypeConverter; import java.security.Key; import java.util.Date; /** * ======================== * Created with IntelliJ IDEA. * User：pyy * Date：2019/7/17 17:24 * Version: v1.0 * ======================== */ public class JwtTokenUtil { private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(JwtTokenUtil.class); public static final String AUTH_HEADER_KEY = "Authorization"; public static final String TOKEN_PREFIX = "Bearer "; /** * 解析jwt * @param jsonWebToken * @param base64Security * @return */ public static Claims parseJWT(String jsonWebToken, String base64Security) { try { Claims claims = Jwts.parser() .setSigningKey(DatatypeConverter.parseBase64Binary(base64Security)) .parseClaimsJws(jsonWebToken).getBody(); return claims; } catch (ExpiredJwtException eje) { log.error("===== Token过期 =====", eje); throw new CustomException(ResultCode.PERMISSION_TOKEN_EXPIRED); } catch (Exception e){ log.error("===== token解析异常 =====", e); throw new CustomException(ResultCode.PERMISSION_TOKEN_INVALID); } } /** * 构建jwt * @param userId * @param username * @param role * @param audience * @return */ public static String createJWT(String userId, String username, String role, Audience audience) { try { // 使用HS256加密算法 SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256; long nowMillis = System.currentTimeMillis(); Date now = new Date(nowMillis); //生成签名密钥 byte[] apiKeySecretBytes = DatatypeConverter.parseBase64Binary(audience.getBase64Secret()); Key signingKey = new SecretKeySpec(apiKeySecretBytes, signatureAlgorithm.getJcaName()); //userId是重要信息，进行加密下 String encryId = Base64Util.encode(userId); //添加构成JWT的参数 JwtBuilder builder = Jwts.builder().setHeaderParam("typ", "JWT") // 可以将基本不重要的对象信息放到claims .claim("role", role) .claim("userId", userId) .setSubject(username) // 代表这个JWT的主体，即它的所有人 .setIssuer(audience.getClientId()) // 代表这个JWT的签发主体； .setIssuedAt(new Date()) // 是一个时间戳，代表这个JWT的签发时间； .setAudience(audience.getName()) // 代表这个JWT的接收对象； .signWith(signatureAlgorithm, signingKey); //添加Token过期时间 int TTLMillis = audience.getExpiresSecond(); if (TTLMillis >= 0) { long expMillis = nowMillis + TTLMillis; Date exp = new Date(expMillis); builder.setExpiration(exp) // 是一个时间戳，代表这个JWT的过期时间； .setNotBefore(now); // 是一个时间戳，代表这个JWT生效的开始时间，意味着在这个时间之前验证JWT是会失败的 } //生成JWT return builder.compact(); } catch (Exception e) { log.error("签名失败", e); throw new CustomException(ResultCode.PERMISSION_SIGNATURE_ERROR); } } /** * 从token中获取用户名 * @param token * @param base64Security * @return */ public static String getUsername(String token, String base64Security){ return parseJWT(token, base64Security).getSubject(); } /** * 从token中获取用户ID * @param token * @param base64Security * @return */ public static String getUserId(String token, String base64Security){ String userId = parseJWT(token, base64Security).get("userId", String.class); return Base64Util.decode(userId); } /** * 是否已过期 * @param token * @param base64Security * @return */ public static boolean isExpiration(String token, String base64Security) { return parseJWT(token, base64Security).getExpiration().before(new Date()); } } 

1. 创建JWT验证拦截器：

package com.thtf.interceptor; import com.thtf.annotation.JwtIgnore; import com.thtf.common.exception.CustomException; import com.thtf.common.response.ResultCode; import com.thtf.model.Audience; import com.thtf.util.JwtTokenUtil; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import org.apache.commons.lang3.StringUtils; import org.springframework.beans.factory.BeanFactory; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.http.HttpMethod; import org.springframework.web.context.support.WebApplicationContextUtils; import org.springframework.web.method.HandlerMethod; import org.springframework.web.servlet.handler.HandlerInterceptorAdapter; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; /** * ======================== * token验证拦截器 * Created with IntelliJ IDEA. * User：pyy * Date：2019/7/18 9:46 * Version: v1.0 * ======================== */ @Slf4j public class JwtInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter{ @Autowired private Audience audience; @Override public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception { // 忽略带JwtIgnore注解的请求, 不做后续token认证校验 if (handler instanceof HandlerMethod) { HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler; JwtIgnore jwtIgnore = handlerMethod.getMethodAnnotation(JwtIgnore.class); if (jwtIgnore != null) { return true; } } if (HttpMethod.OPTIONS.equals(request.getMethod())) { response.setStatus(HttpServletResponse.SC_OK); return true; } // 获取请求头信息authorization信息 final String authHeader = request.getHeader(JwtTokenUtil.AUTH_HEADER_KEY); log.info("## authHeader= {}", authHeader); if (StringUtils.isBlank(authHeader) || !authHeader.startsWith(JwtTokenUtil.TOKEN_PREFIX)) { log.info("### 用户未登录，请先登录 ###"); throw new CustomException(ResultCode.USER_NOT_LOGGED_IN); } // 获取token final String token = authHeader.substring(7); if(audience == null){ BeanFactory factory = WebApplicationContextUtils.getRequiredWebApplicationContext(request.getServletContext()); audience = (Audience) factory.getBean("audience"); } // 验证token是否有效--无效已做异常抛出，由全局异常处理后返回对应信息 JwtTokenUtil.parseJWT(token, audience.getBase64Secret()); return true; } } 

1. 配置拦截器：

package com.thtf.config; import com.thtf.interceptor.JwtInterceptor; import org.springframework.boot.web.servlet.FilterRegistrationBean; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.web.servlet.config.annotation.CorsRegistry; import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry; import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer; /** * ======================== * Created with IntelliJ IDEA. * User：pyy * Date：2019/7/18 10:37 * Version: v1.0 * ======================== */ @Configuration public class WebConfig implements WebMvcConfigurer { /** * 添加拦截器 */ @Override public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) { //拦截路径可自行配置多个 可用 ，分隔开 registry.addInterceptor(new JwtInterceptor()).addPathPatterns("/**"); } /** * 跨域支持 * * @param registry */ @Override public void addCorsMappings(CorsRegistry registry) { registry.addMapping("/**") .allowedOrigins("*") .allowCredentials(true) .allowedMethods("GET", "POST", "DELETE", "PUT", "PATCH", "OPTIONS", "HEAD") .maxAge(3600 * 24); } } 

这里JWT可能会有跨域问题，配置跨域支持。

1. 编写测试Controller接口：

package com.thtf.controller; import com.alibaba.fastjson.JSONObject; import com.thtf.annotation.JwtIgnore; import com.thtf.common.response.Result; import com.thtf.model.Audience; import com.thtf.util.JwtTokenUtil; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; import java.util.UUID; /** * ======================== * Created with IntelliJ IDEA. * User：pyy * Date：2019/7/18 10:41 * Version: v1.0 * ======================== */ @Slf4j @RestController public class AdminUserController { @Autowired private Audience audience; @PostMapping("/login") @JwtIgnore public Result adminLogin(HttpServletResponse response, String username,String password) { // 这里模拟测试, 默认登录成功，返回用户ID和角色信息 String userId = UUID.randomUUID().toString(); String role = "admin"; // 创建token String token = JwtTokenUtil.createJWT(userId, username, role, audience); log.info("### 登录成功, token={} ###", token); // 将token放在响应头 response.setHeader(JwtTokenUtil.AUTH_HEADER_KEY, JwtTokenUtil.TOKEN_PREFIX + token); // 将token响应给客户端 JSONObject result = new JSONObject(); result.put("token", token); return Result.SUCCESS(result); } @GetMapping("/users") public Result userList() { log.info("### 查询所有用户列表 ###"); return Result.SUCCESS(); } } 

1. 接下来我们使用PostMan工具进行测试：

没有登录时候直接访问：http://localhost:8080/users 接口：

 

执行登录：

 

携带生成token再次访问：http://localhost:8080/users 接口

 

注意：这里选择 Bearer Token类型，就把不要在 Token中手动Bearer，postman会自动拼接。

作者：白天不懂夜的黑

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来源：知乎