JWT（JSON WEB TOKEN）详解

JWT（JSON WEB TOKEN）详解

一、定义

在Java中，JWT（JSON Web Token）是一种用于安全地在客户端和服务器之间传输信息的紧凑、独立的令牌。JWT通常用于认证和授权场景，特别是在无状态的Web应用程序中。

理解：JWT实际上就是令牌的一种生成策略

二、TOKNE的理解

我们做前后分离的项目的时候 一般情况下 我们的前端登陆之后 后台会给前端返回一个令牌。

这个令牌就叫token。

当登陆之后 要访问其他资源的时候 我们每一次都会携带这个token去进行身份认证 如果是认证成功 那么就允许访问资源 如果认证不成功 那么就不允许访问资源。

简单的说就是令牌的一种生成策略

token不要以为他有多高深 实际上这个token就是一个字符串

只不过 这个字符串 拥有一定的生成格式（结构）

三、JWT的结构

1. Header（头部）：通常包含令牌类型和签名算法的声明。
2. Payload（载荷）：包含声明（claims），即实际传输的信息。常见的声明包括用户ID、角色、权限等。
3. Signature（签名）：用于验证消息在传输过程中没有被篡改。签名是通过对头部和负载部分进行编码并使用特定的算法（如HMAC SHA256）进行加密生成的。

最终的JWT的样式：

头信息.载荷.签名

样式示例：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

头部信息

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

第一部分是如何生成的呢?

上述的JSON格式字符 进行base64编码形成第一部分

载荷

{
  "sub": "1234567890",// 注册声明
  "name": "John Doe",// 公共声明
  "admin": true // 私有声明
}

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

第二部分是用来存放 业务数据的(用户名 用户id) 就存储到第二部分

第二部分的JSON格式进行Base64编码 形成第二部分

签名

第一部分+“.”+“第二部分”+密钥 进行HS256的算法 生成第三部分

四、JWT的使用

在Java中，常见的库如 jjwt（Java JWT）可以用于生成和解析JWT。

1. 添加依赖

如果使用Maven，可以在pom.xml中添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtokengroupId>
    <artifactId>jjwt-apiartifactId>
    <version>0.11.5version>
dependency>
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtokengroupId>
    <artifactId>jjwt-implartifactId>
    <version>0.11.5version>
    <scope>runtimescope>
dependency>
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtokengroupId>
    <artifactId>jjwt-jacksonartifactId>
    <version>0.11.5version>
    <scope>runtimescope>
dependency>

2. 生成JWT

使用jjwt库生成JWT的示例代码如下：

import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import java.util.Date;

public class JwtExample {
    private static final String SECRET_KEY = "mySecretKey";

    public static void main(String[] args) {
        String jwt = Jwts.builder()
            .setSubject("1234567890")
            .setIssuedAt(new Date())
            .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 86400000))  // 1 day expiration
            .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, SECRET_KEY)
            .compact();

        System.out.println("Generated JWT: " + jwt);
    }
}

3. 解析JWT

解析JWT并提取其中的信息：

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;

public class JwtExample {
    private static final String SECRET_KEY = "mySecretKey";

    public static void main(String[] args) {
        String jwt = "your.jwt.token.here";

        Claims claims = Jwts.parser()
            .setSigningKey(SECRET_KEY)
            .parseClaimsJws(jwt)
            .getBody();

        System.out.println("Subject: " + claims.getSubject());
        System.out.println("Issued at: " + claims.getIssuedAt());
        System.out.println("Expiration: " + claims.getExpiration());
    }
}

总结： 使用JWT在Java中进行认证和授权的好处在于它的无状态性和可扩展性。通过jjwt等库，开发者可以方便地生成和解析JWT，从而实现安全的用户身份验证和授权功能。