1.Token的特性
- 唯一性
- 时效性
- 不可预测性
- 无状态性
2.Token的结构组成
token由msg、separator、signature三部分组成
msg部分
msg由客户端标识信息(uid、did)、随机字符主体、过期时间戳两部分组成。
separator分隔符部分
用符号分隔msg部分和加密后的signature签名部分,比如“$”、"."等
签名signature部分
signature签名,是对上面提到的msg,按照msg中提到的msg的信息部分,按照特定的密匙进行加密。
token = base64(msg)格式化..base64(sha256("密匙", msg))
Token验证
当用户从客户端,得到token,再次提交给服务器的时候,服务器先判断token的有效性,如果有效则处理请求。
验证流程
- 客户端使用用户名和密码请求登录
- 服务端收到请求,验证登录是否成功
- 验证成功后,服务端会返回一个Token给客户端,反之,返回身份验证失败的信息
- 客户端收到Token并存储
- 客户端每次发起请求时都会将Token发给服务端
- 服务端收到请求后,验证Token的合法性,合法就返回客户端所需数据,反之,返回验证失败的信息
(1)token解构
服务器对客户端发来的token进行解构为msg、separator、signature三部分。
(2)验证时效
服务器先验证token是否还具有时效性,如果不具有时效性则拒绝访问。
(3)签名验证
服务器对客户端发送的信息进行签名,如果得到的签名与客户端发来的签名相同,则token有效
3.JWT(JSON Web Token)
组成部分
JWT由以下三部分组成:
Header(头部)
Payload(负载)
Signature(签名)
即:
Header.Payload.Signature
Header
Header 部分是一个 JSON 对象,描述 JWT 的元数据,通常是下面的样子。
{
"alg": "HS256",
"typ": "JWT"
}
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。
Payload
Payload 部分也是一个 JSON 对象,用来存放实际需要传递的数据。JWT 规定了7个官方字段,供选用。
- iss (issuer):签发人
- exp (expiration time):过期时间
- sub (subject):主题
- aud (audience):受众
- nbf (Not Before):生效时间
- iat (Issued At):签发时间
- jti (JWT ID):编号
除了官方字段,你还可以在这个部分定义私有字段,下面就是一个例子:
{
"sub": "1234567890",
"name": "John Doe",
"admin": true
}
注意,JWT 默认是不加密的,任何人都可以读到,所以不要把秘密信息放在这个部分。
这个 JSON 对象也要使用 Base64URL 算法转成字符串。
Signature
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)。这个密钥只有服务器才知道,不能泄露给用户。然后,使用 Header 里面指定的签名算法(默认是 HMAC SHA256),按照下面的公式产生签名:
HMACSHA256(
base64UrlEncode(header) + "." +
base64UrlEncode(payload),
secret)
算出签名以后,把 Header、Payload、Signature 三个部分拼成一个字符串,每个部分之间用"点"(.)分隔,就可以返回给用户。
Base64URL
前面提到,Header 和 Payload 串型化的算法是 Base64URL。这个算法跟 Base64 算法基本类似,但有一些小的不同。
JWT 作为一个令牌(token),有些场合可能会放到 URL(比如 api.example.com/?token=xxx)。Base64 有三个字符+、/和=,在 URL 里面有特殊含义,所以要被替换掉:=被省略、+替换成-,/替换成_ 。这就是 Base64URL 算法。
JWT 的使用方式
客户端收到服务器返回的 JWT,可以储存在 Cookie 里面,也可以储存在 localStorage。
此后,客户端每次与服务器通信,都要带上这个 JWT。你可以把它放在 Cookie 里面自动发送,但是这样不能跨域,所以更好的做法是放在 HTTP 请求的头信息Authorization字段里面。
Authorization: Bearer
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 的几个特点
(1)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。
(2)JWT 不加密的情况下,不能将秘密数据写入 JWT。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
(6)为了减少盗用,JWT 不应该使用 HTTP 协议明码传输,要使用 HTTPS 协议传输。