前言:



  现在越来越多的项目或多或少会用到JWT,为什么会出现使用JWT这样的场景的呢?

 
假设现在有一个APP,后台是分布式系统。APP的首页模块部署在上海机房的服务器上,子页面模块部署在深圳机房的服务器上。此时你从首页登录了该APP,然后跳转到子页面模块。session在两个机房之间不能同步,用户是否需要重新登录?


传统的方式(cookie+session)需要重新登录,用户体验不好。session共享(在多台物理机之间传输和复制session)方式对网络IO的压力大,延迟太长,用户体验也不好。

 
说到这大家可能会想到,用服务器的session_id存储到cookies中也能做到,为什么非要用token呢?网上有许多文章来比较token和session的优缺点,其实,开发web应用的话用哪种都行。但如果是开发api接口,前后端分离,最好使用token,为什么这么说呢,因为session+cookies是基于web的。但是针对 api接口,可能会考虑到移动端,app是没有cookies和session的。

  Session方式存储用户信息的最大问题在于要占用大量服务器内存,增加服务器的开销。

  而JWT方式将用户状态分散到了客户端中,可以明显减轻服务端的内存压力。Session的状态是存储在服务器端,客户端只有session
id;而Token的状态是存储在客户端



原理:

JSON Web Token(缩写 JWT)



    JWT 的原理是,服务器认证以后,生成一个 JSON 对象,发回给用户,以后,用户与服务端通信的时候,都要发回这个 JSON 对象。

  服务器完全只靠这个对象认定用户身份。为了防止用户篡改数据,服务器在生成这个对象的时候,会加上签名。

  服务器就不保存任何 session 数据了,也就是说,服务器变成无状态了,从而比较容易实现扩展。

组合:

 JWT 的三个部分依次是:Header(头部)、Payload(负载)、Signature(签名)

写成一行,就是下面的样子。
Header.Payload.Signature


 一、Header

header典型的由两部分组成:token的类型(“JWT”)和算法名称(比如:HMAC SHA256或者RSA等等)
{ "alg": "HS256", //alg属性表示签名的算法(algorithm),默认是 HMAC SHA256(写成 HS256) "typ": "
JWT" //typ属性表示这个令牌(token)的类型(type) }
然后用Base64对这个JSON编码就得到JWT的第一部分

二、Payload

JWT的第二部分是payload,它包含声明(要求)。声明是关于实体(通常是用户)和其他数据的声明

JWT 规定了7个官方字段

* 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,不要在JWT的payload或header中放置敏感信息,除非它们是加密的
三、Signature

Signature
部分是对前两部分的签名,防止数据篡改。签名是用于验证消息在传递过程中有没有被更改,并且,对于使用私钥签名的token,它还可以验证JWT的发送方是否为它所称的发送方。


为了得到签名部分,你必须有编码过的header、编码过的payload、一个秘钥,签名算法是header中指定的那个,然对它们签名即可。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。

 

开始:

 一、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 <token>
二、JWT 就放在 POST 请求的数据体里面,那么跨源资源共享(CORS)将不会成为问题,因为它不使用cookie



1.应用(或者客户端)想授权服务器请求授权。例如,如果用授权码流程的话,就是/oauth/authorize

2.当授权被许可以后,授权服务器返回一个access token给应用

3.应用使用access token访问受保护的资源(比如:API)

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 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。

4.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。

注意:

JWT 是 JSON 格式的被加密了的字符串

JWT 的核心是密钥,就是 JSON 数据。这是你关心的,并希望安全传递出去的数据。JWT 如何做到这一点,并使你信任它,就是加密签名。



 

被篡改之后

 

 

总结:

参考官方文档:JSON Web Tokens <https://jwt.io/>