一文搞懂JWT

Django REST framework JWT

  • 一、JWT简介
  • 二、JWT 组成
      • header
      • payload
      • signature
  • 三.使用
      • 手动生成jwt
      • 前端保存jwt

一、JWT简介

JWT(Json Web Token) 是一个开放标准(RFC 7519),它定义了一种用于简洁,自包含的用于通信双方之间以 JSON 对象的形式安全传递信息的方法。JWT 可以使用 HMAC 算法或者是 RSA 的公钥密钥对进行签名。它具备两个特点:

简洁(Compact)

可以通过URL, POST 参数或者在 HTTP header 发送,因为数据量小,传输速度快

自包含(Self-contained)

负载中包含了所有用户所需要的信息,避免了多次查询数据库

二、JWT 组成

JWT就一段字符串,由三段信息构成的,将这三段信息文本用.链接一起就构成了Jwt字符串。就像这样:

一文搞懂JWT_第1张图片

第一部分我们称它为头部(header),第二部分我们称其为载荷(payload, 类似于飞机上承载的物品),第三部分是签证(signature).

header

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:

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

然后将头部进行base64.b64encode()加密(该加密是可以对称解密的),构成了第一部分.

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

python中base64加密解密

import base64
str1 = 'admin'
str2 = str1.encode()
b1 = base64.b64encode(str2) #数据越多,加密后的字符串越长
b2 = base64.b64decode(b1) #admin
各个语言中都有base64加密解密的功能,所以我们jwt为了安全,需要配合第三段加密

payload

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,这些有效信息可以存放下面三个部分信息。

  • 标准中注册的声明
  • 公共的声明
  • 私有的声明

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。

    以上是JWT 规定的7个官方字段,供选用

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.

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。

定义一个payload,json格式的数据:

{
  "sub": "1234567890",
  "exp": "3422335555", #时间戳形式
  "name": "John Doe",
  "admin": true
}

然后将其进行base64.b64encode() 加密,得到JWT的第二部分。

eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9

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密钥

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。

// javascript
var encodedString = base64UrlEncode(header) + '.' + base64UrlEncode(payload);

var signature = HMACSHA256(encodedString, 'secret'); //xxxx //  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:

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。

jwt的优点:
1. 实现分布式的单点登陆非常方便
2. 数据实际保存在客户端,所以我们可以分担都武器的存储压力
3. JWT不仅可用于认证,还可用于信息交换。善用JWT有助于减少服务器请求数据库的次数,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。

jwt的缺点:
1. 数据保存在了客户端,我们服务端只认jwt,不识别客户端。
2. jwt可以设置过期时间,但是因为数据保存在了客户端,所以对于过期时间不好调整。#secret_key轻易不要改,一改所有客户端都要重新登录

认证流程图:
一文搞懂JWT_第2张图片
首先,前端通过Web表单将自己的用户名和密码发送到后端的接口。这一过程一般是一个HTTP POST请求。建议的方式是通过SSL加密的传输(https协议),从而避免敏感信息被嗅探。

后端核对用户名和密码成功后,将用户的id等其他信息作为JWT Payload(负载),将其与头部分别进行Base64编码拼接后签名,形成一个JWT。形成的JWT就是一个形同lll.zzz.xxx的字符串。

后端将JWT字符串作为登录成功的返回结果返回给前端。前端可以将返回的结果保存在localStorage或sessionStorage上,退出登录时前端删除保存的JWT即可。

前端在每次请求时将JWT放入HTTP Header中的Authorization位。(解决XSS和XSRF问题)

    5.后端检查是否存在,如存在验证JWT的有效性。例如,检查签名是否正确;检查Token是否过期;检查Token的接收方是否是自己(可选)。

三.使用

1.安装:

pip install djangorestframework-jwt -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

2.配置
配置https://github.com/jpadilla/django-rest-framework-jwt
在settings文件中:

REST_FRAMEWORK = {
     
    'DEFAULT_AUTHENTICATION_CLASSES': (
        'rest_framework_jwt.authentication.JSONWebTokenAuthentication',
        'rest_framework.authentication.SessionAuthentication',
        'rest_framework.authentication.BasicAuthentication',
    ),
}
import datetime
JWT_AUTH = {
     
    'JWT_EXPIRATION_DELTA': datetime.timedelta(days=1), 
}
  • JWT_EXPIRATION_DELTA 指明token的有效期

手动生成jwt

Django REST framework JWT 扩展的说明文档中提供了手动签发JWT的方法

from rest_framework_jwt.settings import api_settings

jwt_payload_handler = api_settings.JWT_PAYLOAD_HANDLER
jwt_encode_handler = api_settings.JWT_ENCODE_HANDLER

payload = jwt_payload_handler(user)
token = jwt_encode_handler(payload)

在子应用路由urls.py中

from rest_framework_jwt.views import obtain_jwt_token

urlpatterns = [
    path(r'login/', obtain_jwt_token),
]

在主路由中,引入当前子应用的路由文件

urlpatterns = [
		...
    path('user/', include("users.urls")),
    # include 的值必须是 模块名.urls 格式,字符串中间只能出现一个圆点
]

前端保存jwt

我们可以将JWT保存在cookie中,也可以保存在浏览器的本地存储里,我们保存在浏览器本地存储中

浏览器的本地存储提供了sessionStorage 和 localStorage 两种,从属于window对象:

  • sessionStorage 浏览器关闭即失效
  • localStorage 长期有效

使用方法

sessionStorage.变量名 = 变量值   // 保存数据
sessionStorage.setItem("变量名","变量值") // 保存数据
sessionStorage.变量名  // 读取数据
sessionStorage.getItem("变量名") // 读取数据
sessionStorage.removeItem("变量名") // 清除单个数据
sessionStorage.clear()  // 清除所有sessionStorage保存的数据

localStorage.变量名 = 变量值   // 保存数据
localStorage.setItem("变量名","变量值") // 保存数据
localStorage.变量名  // 读取数据
localStorage.getItem("变量名") // 读取数据
localStorage.removeItem("变量名") // 清除单个数据
localStorage.clear()  // 清除所有sessionStorage保存的数据

你可能感兴趣的:(python,python)