JWT 使用教程 Spring Boot 整合 JWT

一、JWT简介

JSON Web Token

• JSON Web Token (JWT)是一个开放标准(RFC
  7519)，它定义了一种紧凑的、自包含的方式，用于作为JSON对象在各方之间安全地传输信息。该信息可以被验证和信任，因为它是数字签名的。

下列场景中使用JSON Web Token是很有用的：

• Authorization (授权) :
  这是使用JWT的最常见场景。一旦用户登录，后续每个请求都将包含JWT，允许用户访问该令牌允许的路由、服务和资源。单点登录是现在广泛使用的JWT的一个特性，因为它的开销很小，并且可以轻松地跨域使用。

• Information Exchange (信息交换) : 对于安全的在各方之间传输信息而言，JSON Web
  Token无疑是一种很好的方式。因为JWT可以被签名，例如，用公钥/私钥对，你可以确定发送人就是它们所说的那个人。另外，由于签名是使用头和有效负载计算的，您还可以验证内容没有被篡改。

JWT认证流程对比

传统Session认证

缺点：

• 在服务端存储Session信息，增加服务器开销
• 基于Cookie进行用户识别，不安全
• 应用于分布式系统时，需要实现Session共享

JWT认证

• 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(Token)。形成的JWT就是一个形同11. zzz. xxx的字符串。token head . payload . singurater

• 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（授权）位。 (解决XSS和XSRF问题)

• 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)

• 验证通过后后端使用JWT中包含的用户信息进行其他逻辑操作，返回相应结果。

JWT的优点

• 简洁(Compact):可以通过URL，POST参 数或者在HTTP header发送，因为数据量小，传输速度也很快

• 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

• 因为Token是 以JSON加密的形式保存在客户端的，所以JWT是跨语言的，原则上任何web形式都支持。

• 不需要在服务端保存会话信息，特别适用于分布式微服务。

JWT组成

header

• 标头通常由两部分组成:令牌的类型(即JWT) 和所使用的签名算法，例如HMAC SHA256或RSA。 它会使用Base64 编码组成JWT 结构的第一部分。
  注意:Base64是一 种编码，也就是说，它是可以被翻译回原来的样子来的。它并不是一种加密过程。

Payload

• 令牌的第二部分是有效负载，其中包含声明。声明是有关实体(通常是用户)和其他数据的声明。同样的，它会使用Base64 编码组成JWT结构的第二部分

Signature

• 前面两部分都是使用Base64进行编码的，即前端可以解开知道里面的信息。Signature 需要使用编码后的header和payload以及我们提供的一个密钥，然后使用header 中指定的签名算法(HS256) 进行签名。签名的作用是保证JWT没有被篡改过

二、JWT的使用

1.引入JWT相关依赖

        <dependency>
            <groupId>com.auth0groupId>
            <artifactId>java-jwtartifactId>
            <version>3.10.3version>
        dependency>

2.测试使用

package com.wyc.demo;

import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.JWTVerifier;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.interfaces.DecodedJWT;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

import java.util.Calendar;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@SpringBootTest
class JwtApplicationTests {
    //令牌获取
    @Test
    void contextLoads() {
        Map<String, Object> map = new HashMap<>();

        Calendar instance = Calendar.getInstance();
        instance.add(Calendar.SECOND, 120);//设置超时时间

        String token = JWT.create().withHeader(map) //header
                .withClaim("userId", "1")//payload
                .withClaim("username", "wyc")//payload（可以设置多个）
                .withExpiresAt(instance.getTime())//指定令牌的过期时间
                .sign(Algorithm.HMAC256("!wyc@zy.")); //签名
        System.out.println(token);
    }

    //令牌验证:根据令牌和签名解析数据
    //常见异常：
    //SignatureVerificationException 签名不一致异常
    //TokenExpiredException 令牌过期异常
    //AlgorithmMismatchException 算法不匹配异常
    //InvalidClaimException 失效的payload异常
    @Test
    void test() {
        String token = "eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE2MTY1NzAwMDcsInVzZXJJZCI6MSwidXNlcm5hbWUiOiJ3eWMifQ.KAEQ6cM_5uhtFrTnhay7tkKKcle_KEY_KpZjdp-o9FA";
        //String token = "eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE2MTY1NzA4OTUsInVzZXJJZCI6MSwidXNlcm5hbWUiOiJ3eWMifQ.m7Bd19Zg0gjb0Gcb-9ELDOIlvB5lQYAN5mse5JYqzQw";

        JWTVerifier jwtVerifier = JWT.require(Algorithm.HMAC256("!wyc@zy.")).build();//匹配签名
        DecodedJWT decodedJWT = jwtVerifier.verify(token);//验证token
        System.out.println("用户Id：" + decodedJWT.getClaim("userId"));
        System.out.println("用户名：" + decodedJWT.getClaim("username"));
        System.out.println("过期时间：" + decodedJWT.getExpiresAt());

//        用户Id：1
//        用户名：com.auth0.jwt.impl.JsonNodeClaim@753aca85
//        过期时间：Wed Mar 24 15:28:15 CST 2021

    }

}