jwt权限验证原理

1. JWT，全称是Json Web Token， 是一种JSON风格的轻量级的授权和身份认证规范，可实现无状态、分布式的Web应用授权！

 2. JWT 由三部分组成：

• 头部（Header）: 通常包含令牌的类型（即 JWT）和加密算法（如 HMAC SHA256 或 RSA）。例如：        

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

• 载荷（Payload）: 包含要传递的声明（Claims）。声明总共可以包括如下七项，但是不是必须全部包含，可以根据业务具体需要进行设置。如下。       

{
 iss: jwt签发者
sub: jwt所面向，使用jwt的用户
aud: 接收jwt的一方
exp: jwt的过期时间，这个过期时间必须大于签发时间
nbf: 定义在指定时间之前，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
}

3.  签名（Signature）: 通过对头部和载荷进行编码，然后用指定的算法和密钥生成的签名，用于验证数据的完整性和真实性，其中secret是密钥，不可泄漏，并且其生成也用到了头部信息和载荷信息。例如：

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." +
  base64UrlEncode(payload),
  secret)

JWT 的这三部分通过点（.）连接在一起形成最终的 JWT。例如：eyJhbGciOiAiSFMyNTYiLCAidHlwIjogIkpXVCJ9.eyJzdWIiOiAiMTIzNDU2Nzg5MCIsICJuYW1lIjogIkpvaG4gRG9lIiwgImFkbWluIjogdHJ1ZX0.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

4.校验流程：

• 生成 JWT: 服务器在用户登录时生成 JWT。生成时，服务器将用户的身份信息（例如用户 ID 和角色）放入载荷中，并用密钥对其进行签名，生成完整的 JWT。

• 传递 JWT: JWT 可以通过 HTTP 请求的头部、查询参数或 cookies 进行传递。常见的做法是将 JWT 放在 Authorization 头部中，如 Authorization: Bearer 。

• 验证 JWT: 服务器在收到请求时，解码 JWT 头部和载荷，使用密钥验证签名是否正确。如果签名验证成功且载荷中的信息有效（例如，未过期），则接受请求；否则拒绝请求。

5.代码示例,工具类      

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jws;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;
 
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
@Component
public class JwtUtils {
 
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
 
 
    @Value("${jwt.secret}")
    private String secret;
 
    @Value("${jwt.expiration}")
    private  long expiration;
 
    /**
     * 生成token
     * @param username
     * @return
     */
    public  String generateToken(String username) {
        String token = Jwts.builder()
                .setSubject(username)
                .setIssuedAt(new Date())
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + expiration))
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secret)
                .compact();
 
        // 将 Token 存储到 Redis 中
        redisTemplate.opsForValue().set(username, token, expiration, TimeUnit.MILLISECONDS);
 
        return token;
    }
 
    /**
     * 验证token
     * @param token
     * @return
     */
    public boolean validateToken(String token) {
        // 从 Token 中获取用户名
        String username = getUsernameFromToken(token);
 
        // 从 Redis 中获取存储的 Token
        String storedToken = redisTemplate.opsForValue().get(username);
 
        // 判断 Redis 中存储的 Token 是否与传入的 Token 相同
        return storedToken != null && storedToken.equals(token);
    }
 
    /**
     * 删除token
     * @param username
     */
    public void removeToken(String username) {
        // 从 Redis 中删除 Token
        redisTemplate.delete(username);
    }
 
    /**
     * 根据token获取用户信息
     * @param token
     * @return
     */
    public String getUsernameFromToken(String token) {
        Jws claimsJws = Jwts.parser().setSigningKey(secret).parseClaimsJws(token);
        Claims claims = claimsJws.getBody();
        return claims.getSubject();
    }
 
    /**
     * 判断token是否存在
     * @param username
     * @return
     */
    public String getTokenIfExists(String username) {
        // Check if a valid token exists in Redis for the given username
        String storedToken = redisTemplate.opsForValue().get(username);
 
        // Validate the stored token
        if (storedToken != null && validateToken(storedToken)) {
            return storedToken;
        } else {
            return null;
        }
    }
 
 
}

6. 优缺点。jwt是无状态，自包含式（自身包含了加密算法以及加密数据）的权限校验框架。可以不同于session,使得可以不依赖于服务端的数据，减轻了服务的的负担，并且前端可以不用考虑请求被分发到哪一台服务器。

     缺点在于。生成的token很长，且都所有请求都比带上，增加网络传输开销；过期时间不可控，一旦生成了之后，比如用户注销登陆，token仍然是有效的，除非另外开发这部分过期功能。令牌中包含了用户信息，如果令牌被盗取，攻击者可以获得用户的敏感信息，因此需要对令牌进行严格的存储和管理。