Java JWT实现跨域身份验证方法详解
1、jwt简介
jwt(json web token)是目前流行的跨域认证解决方案，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。
2、jwt的结构
jwt是由头部(header)、载荷(payload)、签证(signature)三段信息构成的，将三段信息文本用"."连接在一起就构成了jwt字符串。
例如：
eyjhbgcioijiuzi1niisinr5cci6ikpxvcj9.
eyjzdwiioiixmjm0nty3odkwiiwibmftzsi6ikpvag4grg9liiwiawf0ijoxnte2mjm5mdiyfq.
sflkxwrjsmekkf2qt4fwpmejf36pok6yjv_adqssw5c
使用在线校验工具(https://jwt.io/)将上述token进行解码就可以看到数据，如下图所示
2.1 头部(header)
jwt的头部承载两部分信息：
(1)声明类型：这里主要是jwt。
(2)声明加密算法：通常直接使用hmac sha256。
例如：
{
"alg": "hs256",
"typ": "jwt"
}
alg属性表示签名所使用的算法；
jwt签名默认的算法为hmac sha256;
alg属性值hs256就是hmac sha256算法；
type属性表示令牌类型，这里是jwt。
2.2 载荷(payload)
载荷是jwt的主体，同样也是一个json对象。载荷包含三个部分：
(1)标准中的声明(registered claims):一组预定义的声明，不是强制的，但是推荐。
- iss(issuer)：jwt签发者
- sub(subject):jwt索所面向的用户
- aud(audience):接收jwt的一方
- exp(expiration):jwt的过期时间，必须要大于签发时间。
- nbf(not before):定义了再什么时间之前该jwt都是不可用的。
- iat(issued at):jwt的发布时间，unix时间戳。
- jti(jwt id):jwt的唯一id编号。
(2)公共的声明：可以添加任意信息，一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息，但不建议添加敏感信息。
(3)私有的声明：提供者和消费者所共同定义的声明，一般不建议存放敏感信息。
2.3 签证(signature)
jwt的第三部分是一个签证信息，由三部分组成：header(base64后的)、payload(base64后的)、secret(密钥，需要保存好)。
例如：
hmacsha256(base64urlencode(header)+"."+base64urlencode(payload),secret)
签名用于验证消息再传递过程中有没有被更改，并且对于使用私钥签名的token还可以验证jwt的发送方是否为它所说的发送方。
secret是保存在服务端的，jwt的签发生成也是在服务端的，secret就是用来进行jwt的签发和验证的，所以secret是服务端的私钥，在任何场景都不应该流露出去。
3、jwt的原则
jwt的原则是在服务器身份验证之后，将生成一个json对象并将其发送回用户，如下所示。
{
"sub": "1234567890",
"name": "helen",
"admin": true
}
之后，当用户与服务器通信时，客户在请求中发回json对象。服务器仅依赖于这个json对象来标识用户。为了防止用户篡改数据，服务器将在生成对象时添加签名。
服务器不保存任何会话数据，即服务器变为无状态，使其更容易扩展。
4、jwt的用法
客户端接收服务器返回的jwt，将其存储在cookie或localstorage中。
此后，客户端将在与服务器交互中都会带jwt。如果将它存储在cookie中，就可以自动发送，但是不会跨域，因此一般是将它放入http请求的header authorization字段中。当跨域时，也可以将jwt被放置于post请求的数据主体中。
5、jwt的问题和趋势
jwt不仅可用于认证，还可用于信息交换。善用jwt有助于减少服务器请求数据库的次数。
生产的token可以包含基本信息，比如id、用户昵称、头像等信息，避免再次查库
存储在客户端，不占用服务端的内存资源
jwt默认不加密，但可以加密。生成原始令牌后，可以再次对其进行加密。
当jwt未加密时，一些私密数据无法通过jwt传输。
jwt的最大缺点是服务器不保存会话状态，所以在使用期间不可能取消令牌或更改令牌的权限。也就是说，一旦jwt签发，在有效期内将会一直有效。
jwt本身包含认证信息，token是经过base64编码，所以可以解码，因此token加密前的对象不应该包含敏感信息，一旦信息泄露，任何人都可以获得令牌的所有权限。为了减少盗用，jwt的有效期不宜设置太长。对于某些重要操作，用户在使用时应该每次都进行进行身份验证。
为了减少盗用和窃取，jwt不建议使用http协议来传输代码，而是使用加密的https协议进行传输。
6、整合jwt令牌
6.1 在模块中添加jwt工具依赖
<dependencies>
<!-- jwt-->
<dependency>
<groupid>io.jsonwebtoken</groupid>
<artifactid>jjwt</artifactid>
</dependency>
</dependencies>
6.2 创建jwt工具类
/**
* jwt工具类
*/
public class jwthelper {
//过期时间
private static long tokenexpiration = 24*60*60*1000;
//token签名密钥
private static string tokensignkey = "123456";
//根据参数生成token
public static string createtoken(long userid, string username) {
string token = jwts.builder()
.setsubject("yygh-user")
//设置过期时间 30分钟
.setexpiration(new date(system.currenttimemillis() + tokenexpiration))
//设置主题信息 用户id和用户名称
.claim("userid", userid)
.claim("username", username)
//签名哈希
.signwith(signaturealgorithm.hs512, tokensignkey)
.compresswith(compressioncodecs.gzip)
.compact();
return token;
}
//根据token字符串得到用户id
public static long getuserid(string token) {
if(stringutils.isempty(token)) return null;
jws<claims> claimsjws = jwts.parser().setsigningkey(tokensignkey).parseclaimsjws(token);
claims claims = claimsjws.getbody();
integer userid = (integer)claims.get("userid");
return userid.longvalue();
}
//根据token字符串得到用户名称
public static string getusername(string token) {
if(stringutils.isempty(token)) return "";
jws<claims> claimsjws
= jwts.parser().setsigningkey(tokensignkey).parseclaimsjws(token);
claims claims = claimsjws.getbody();
return (string)claims.get("username");
}
}
写个主函数测试下：
public static void main(string[] args) {
string token = jwthelper.createtoken(1l, "lucy");
system.out.println(token);
system.out.println(jwthelper.getuserid(token));
system.out.println(jwthelper.getusername(token));
}
签发和解析都没问题。
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