1. JWT是什么
JSON Web Token (JWT),它是目前最流行的跨域身份验证解决方案
2. 为什么使用JWT
JWT的精髓在于:“去中心化”,数据是保存在客户端的。
3. JWT的工作原理
{"UserName": "Chongchong","Role": "Admin","Expire": "2018-08-08 20:15:56"}
之后,当用户与服务器通信时,客户在请求中发回JSON对象
为了防止用户篡改数据,服务器将在生成对象时添加签名,并对发回的数据进行验证
一个JWT实际上就是一个字符串,它由三部分组成:头部(Header)、载荷(Payload)与签名(signature)
**JWT实际结构:**eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.
eyJzdWIiOiJ7fSIsImlzcyI6InpraW5nIiwiZXhwIjoxNTYyODUwMjM3LCJpYXQiOjE1NjI4NDg0MzcsImp0aSI6ImM5OWEyMzRmMDc4NzQyZWE4YjlmYThlYmYzY2VhNjBlIiwidXNlcm5hbWUiOiJ6c3MifQ.
WUfqhFTeGzUZCpCfz5eeEpBXBZ8-lYg1htp-t7wD3I4
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。
写成一行,就是下面的样子:Header.Payload.Signature
Header
{"typ":"JWT","alg":"HS256"}
Payload(负荷)
{"sub":"123","name":"Tom","admin":true}
payload用来承载要传递的数据,它的json结构实际上是对JWT要传递的数据的一组声明,这些声明被JWT标准称为claims,它的一个“属性值对”其实就是一个claim(要求),每一个claim的都代表特定的含义和作用。
注1:英文“claim”就是要求的意思
注2:如上面结构中的sub代表这个token的所有人,存储的是所有人的ID;name表示这个所有人的名字;admin表示所有人是否管理员的角色。当后面对JWT进行验证的时候,这些claim都能发挥特定的作用
注3:根据JWT的标准,这些claims可以分为以下三种类型:
A. Reserved claims(保留)
它的含义就像是编程语言的保留字一样,属于JWT标准里面规定的一些claim。JWT标准里面定义好的claim有:
iss(Issuser):代表这个JWT的签发主体;
sub(Subject):代表这个JWT的主体,即它的所有人;
aud(Audience):代表这个JWT的接收对象;
exp(Expiration time):是一个时间戳,代表这个JWT的过期时间;
nbf(Not Before):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;
iat(Issued at):是一个时间戳,代表这个JWT的签发时间;
jti(JWT ID):是JWT的唯一标识。
B. Public claims,略(不重要)
C. Private claims(私有)
这个指的就是自定义的claim,比如前面那个示例中的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;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
按照JWT标准的说明:保留的claims都是可选的,在生成payload不强制用上面的那些claim,你可以完全按照自己的想法来定义payload的结构,不过这样搞根本没必要:
第一是,如果把JWT用于认证, 那么JWT标准内规定的几个claim就足够用了,甚至只需要其中一两个就可以了,假如想往JWT里多存一些用户业务信息,
比如角色和用户名等,这倒是用自定义的claim来添加;
第二是,JWT标准里面针对它自己规定的claim都提供了有详细的验证规则描述,
每个实现库都会参照这个描述来提供JWT的验证实现,所以如果是自定义的claim名称,那么你用到的实现库就不会主动去验证这些claim
signature
签名是把header和payload对应的json结构进行base64url编码之后得到的两个串用英文句点号拼接起来,然后根据header里面alg指定的签名算法生成出来的。
算法不同,签名结果不同。以alg: HS256为例来说明前面的签名如何来得到。
按照前面alg可用值的说明,HS256其实包含的是两种算法:HMAC算法和SHA256算法,前者用于生成摘要,后者用于对摘要进行数字签名。这两个算法也可以用HMACSHA256来统称
JWT的验证过程
它验证的方法其实很简单,只要把header做base64url解码,就能知道JWT用的什么算法做的签名,然后用这个算法,再次用同样的逻辑对header和payload做一次签名,
并比较这个签名是否与JWT本身包含的第三个部分的串是否完全相同,只要不同,就可以认为这个JWT是一个被篡改过的串,自然就属于验证失败了。
接收方生成签名的时候必须使用跟JWT发送方相同的密钥
注1:在验证一个JWT的时候,签名认证是每个实现库都会自动做的,但是payload的认证是由使用者来决定的。因为JWT里面可能会包含一个自定义claim, 所以它不会自动去验证这些claim,以jjwt-0.7.0.jar为例:
A 如果签名认证失败会抛出如下的异常:
io.jsonwebtoken.SignatureException: JWT signature does not match locally computed signature. JWT validity cannot be asserted and should not be trusted.即签名错误,JWT的签名与本地计算机的签名不匹配
B JWT过期异常
io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException: JWT expired at 2017-06-13T11:55:56Z. Current time: 2017-06-13T11:55:57Z, a difference of 1608 milliseconds. Allowed
注2:认证失败,返回401 Unauthorized响应
注3:认证服务作为一个Middleware HOOK 对请求进行拦截,首先在cookie中查找Token信息,如果没有找到,则在HTTP Authorization Head中查找
JWT令牌刷新思路
1、登陆成功后,将生成的JWT令牌通过响应头返回给客户端
2、 WEB APP项目每次请求后台数据时(将JWT令牌从请求头中带过来),
验证通过,刷新JWT,并保存在响应头返回给客户端,有效时间30分钟JwtFilter
注1:修改CorsFilter添加允许的新的请求头“jwt”
注2:原来在默认的请求上, 浏览器只能访问以下默认的 响应头
Cache-Control
Content-Language
Content-Type
Expires
Last-Modified
Pragma
如果想让浏览器能访问到其他的 响应头的话 需要在服务器上设置 Access-Control-Expose-Headers
Access-Control-Expose-Headers : 'jwt'
CorsFilter 允许客户端,发一个新的请求头jwt
resp.setHeader(“Access-Control-Allow-Headers”, “Origin,X-Requested-With, Content-Type, Accept, jwt”);
思路:登陆成功后,将生成的JWT令牌通过响应头返回给客户端,之后每次请求后台数据时(将JWT令牌从请求头中带过来),如果验证通过,刷新JWT,并保存在响应头返回给客户端。
jwt解决的问题及具体机制:
端跨域配置
package com.hyf.base.util;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
/**
* 配置tomcat允许跨域访问
*
* @author Administrator
*
*/
public class CorsFilter implements Filter {
@Override
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
}
// @Override
// public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse
// servletResponse, FilterChain filterChain)
// throws IOException, ServletException {
// HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) servletResponse;
//
// // Access-Control-Allow-Origin就是我们需要设置的域名
// // Access-Control-Allow-Headers跨域允许包含的头。
// // Access-Control-Allow-Methods是允许的请求方式
// httpResponse.addHeader("Access-Control-Allow-Origin", "*");// *,任何域名
// httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Methods", "POST, GET, PUT,
// DELETE");
// // httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin,
// // X-Requested-With, Content-Type, Accept");
//
// // 允许请求头Token
// httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers",
// "Origin,X-Requested-With, Content-Type, Accept, Token");
// HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest;
// System.out.println("Token=" + req.getHeader("Token"));
// if("OPTIONS".equals(req.getMethod())) {
// return;
// }
//
//
// filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
// }
@Override
public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain)
throws IOException, ServletException {
HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) servletResponse;
HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest;
// Access-Control-Allow-Origin就是我们需要设置的域名
// Access-Control-Allow-Headers跨域允许包含的头。
// Access-Control-Allow-Methods是允许的请求方式
resp.setHeader("Access-Control-Allow-Origin", "*");// *,任何域名
resp.setHeader("Access-Control-Allow-Methods", "POST, GET, PUT, DELETE");
// resp.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin,X-Requested-With,
// Content-Type, Accept");
// 允许客户端,发一个新的请求头jwt
resp.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin,X-Requested-With, Content-Type, Accept, jwt");
// 允许客户端,处理一个新的响应头jwt
resp.setHeader("Access-Control-Expose-Headers", "jwt");
// String sss = resp.getHeader("Access-Control-Expose-Headers");
// System.out.println("sss=" + sss);
// 允许请求头Token
// httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers","Origin,X-Requested-With,
// Content-Type, Accept, Token");
// System.out.println("Token=" + req.getHeader("Token"));
if ("OPTIONS".equals(req.getMethod())) {// axios的ajax会发两次请求,第一次提交方式为:option,直接返回即可
return;
}
filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
}
@Override
public void destroy() {
}
}
定义一个JwtFilter过滤器,所以需要登录后才能访问的请求通通要经过这个过滤器,这个过滤器的职责就是验证JWT令牌是否正确。如果不正确那么将无法访问。
package com.hyf.base.util;
import java.io.IOException;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import io.jsonwebtoken.Claims;
/**
* * JWT验证过滤器,配置顺序 :CorsFilte-->JwtFilter-->struts2中央控制器
*
* @author Administrator
*
*/
public class JwtFilter implements Filter {
// 排除的URL,一般为登陆的URL(请改成自己登陆的URL)
private static String EXCLUDE = "^/vue/user_login.action?.*$";
private static Pattern PATTERN = Pattern.compile(EXCLUDE);
private boolean OFF = false;// true关闭jwt令牌验证功能
@Override
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
}
@Override
public void destroy() {
}
@Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
throws IOException, ServletException {
HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response;
String path = req.getServletPath();
if (OFF || isExcludeUrl(path)) {// 登陆直接放行
chain.doFilter(request, response);
return;
}
// 从客户端请求头中获得令牌并验证
String jwt = req.getHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY);
Claims claims = this.validateJwtToken(jwt);
if (null == claims) {
// resp.setCharacterEncoding("UTF-8");
resp.sendError(403, "JWT令牌已过期或已失效");
return;
} else {
String newJwt = JwtUtils.copyJwt(jwt, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
resp.setHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY, newJwt);
chain.doFilter(request, response);
}
}
/**
* 验证jwt令牌,验证通过返回声明(包括公有和私有),返回null则表示验证失败
*/
private Claims validateJwtToken(String jwt) {
Claims claims = null;
try {
if (null != jwt) {
claims = JwtUtils.parseJwt(jwt);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return claims;
}
/**
* 是否为排除的URL
*
* @param path
* @return
*/
private boolean isExcludeUrl(String path) {
Matcher matcher = PATTERN.matcher(path);
return matcher.matches();
}
// public static void main(String[] args) {
// String path = "/sys/userAction_doLogin.action?username=zs&password=123";
// Matcher matcher = PATTERN.matcher(path);
// boolean b = matcher.matches();
// System.out.println(b);
// }
}
JwtUtils
package com.hyf.base.util;
import java.util.Date;
import java.util.Map;
import java.util.UUID;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.JwtBuilder;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
/**
* JWT验证过滤器:配置顺序 CorsFilte->JwtUtilsr-->StrutsPrepareAndExecuteFilter
*
*/
public class JwtUtils {
/**
* JWT_WEB_TTL:WEBAPP应用中token的有效时间,默认30分钟
*/
public static final long JWT_WEB_TTL = 30 * 60 * 1000;
/**
* 将jwt令牌保存到header中的key
*/
public static final String JWT_HEADER_KEY = "jwt";
// 指定签名的时候使用的签名算法,也就是header那部分,jjwt已经将这部分内容封装好了。
private static final SignatureAlgorithm SIGNATURE_ALGORITHM = SignatureAlgorithm.HS256;
private static final String JWT_SECRET = "f356cdce935c42328ad2001d7e9552a3";// JWT密匙
private static final SecretKey JWT_KEY;// 使用JWT密匙生成的加密key
static {
byte[] encodedKey = Base64.decodeBase64(JWT_SECRET);
JWT_KEY = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
}
private JwtUtils() {
}
/**
* 解密jwt,获得所有声明(包括标准和私有声明)
*
* @param jwt
* @return
* @throws Exception
*/
public static Claims parseJwt(String jwt) {
Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey(JWT_KEY).parseClaimsJws(jwt).getBody();
return claims;
}
/**
* 创建JWT令牌,签发时间为当前时间
*
* @param claims
* 创建payload的私有声明(根据特定的业务需要添加,如果要拿这个做验证,一般是需要和jwt的接收方提前沟通好验证方式的)
* @param ttlMillis
* JWT的有效时间(单位毫秒),当前时间+有效时间=过期时间
* @return jwt令牌
*/
public static String createJwt(Map<String, Object> claims, long ttlMillis) {
// 生成JWT的时间,即签发时间
long nowMillis = System.currentTimeMillis();
// 下面就是在为payload添加各种标准声明和私有声明了
// 这里其实就是new一个JwtBuilder,设置jwt的body
JwtBuilder builder = Jwts.builder()
// 如果有私有声明,一定要先设置这个自己创建的私有的声明,这个是给builder的claim赋值,一旦写在标准的声明赋值之后,就是覆盖了那些标准的声明的
.setClaims(claims)
// 设置jti(JWT ID):是JWT的唯一标识,根据业务需要,这个可以设置为一个不重复的值,主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。
// 可以在未登陆前作为身份标识使用
.setId(UUID.randomUUID().toString().replace("-", ""))
// iss(Issuser)签发者,写死
// .setIssuer("zking")
// iat: jwt的签发时间
.setIssuedAt(new Date(nowMillis))
// 代表这个JWT的主体,即它的所有人,这个是一个json格式的字符串,可放数据{"uid":"zs"}。此处没放
// .setSubject("{}")
// 设置签名使用的签名算法和签名使用的秘钥
.signWith(SIGNATURE_ALGORITHM, JWT_KEY)
// 设置JWT的过期时间
.setExpiration(new Date(nowMillis + ttlMillis));
return builder.compact();
}
/**
* 复制jwt,并重新设置签发时间(为当前时间)和失效时间
*
* @param jwt
* 被复制的jwt令牌
* @param ttlMillis
* jwt的有效时间(单位毫秒),当前时间+有效时间=过期时间
* @return
*/
public static String copyJwt(String jwt, Long ttlMillis) {
Claims claims = parseJwt(jwt);
// 生成JWT的时间,即签发时间
long nowMillis = System.currentTimeMillis();
// 下面就是在为payload添加各种标准声明和私有声明了
// 这里其实就是new一个JwtBuilder,设置jwt的body
JwtBuilder builder = Jwts.builder()
// 如果有私有声明,一定要先设置这个自己创建的私有的声明,这个是给builder的claim赋值,一旦写在标准的声明赋值之后,就是覆盖了那些标准的声明的
.setClaims(claims)
// 设置jti(JWT ID):是JWT的唯一标识,根据业务需要,这个可以设置为一个不重复的值,主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。
// 可以在未登陆前作为身份标识使用
//.setId(UUID.randomUUID().toString().replace("-", ""))
// iss(Issuser)签发者,写死
// .setIssuer("hyf")
// iat: jwt的签发时间
.setIssuedAt(new Date(nowMillis))
// 代表这个JWT的主体,即它的所有人,这个是一个json格式的字符串,可放数据{"uid":"zs"}。此处没放
// .setSubject("{}")
// 设置签名使用的签名算法和签名使用的秘钥
.signWith(SIGNATURE_ALGORITHM, JWT_KEY)
// 设置JWT的过期时间
.setExpiration(new Date(nowMillis + ttlMillis));
return builder.compact();
}
}
登入方法:
当用户登录成功后回将生成的jwt加密字符串放入到响应头中。
在Vuex中定 jwt 的值
state.js