JWT实现授权认证

目录

• 一. jwt是什么
• 二. jwt标准规范
• 五. jwt 使用方式
• 六. jwt注意事项

一. jwt是什么

json web token（jwt）是目前最流行的跨域身份验证解决方案。简单说，oauth 就是一种授权机制。数据的所有者告诉系统，同意授权第三方应用进入系统，获取这些数据。系统从而产生一个短期的进入令(token)，用来代替密码，供第三方应用使用。。

传统的授权认证方式，需要持久化session数据，写入数据库或文件持久层等，且授权校验依赖于数据持久层。 这样的方式，对于结构维护成本大，实现单点登录较为复杂，且没有分布式架构，无法支持横向扩展，风险较大(如果持久层失败，整个认证体系都会挂掉)。

jwt则无须持久化会话数据，是以加密签名的方式实现了用户身份认证授权，很好的解决了跨域身份验证，分布式session共享、单点登录和横向扩展等问题。

二. jwt标准规范

jwt由三部分组成，即头部、负载与签名。token格式为 token=头部+'.'+载荷+'.'+签名。

{"token":"eyjhbgcioijiuzi1niisinr5cci6ikpxvcj9.eyjlehaioje1nzg0mdq5otusimlhdci6mtu3odqwmtm5nx0.wag8rvozlm2pkdekg7frmklv8laty1og5ldjrvmjrsi"}

1. header： 用于说明签名的加密算法等，下面类型的json经过base64编码后得到jwt头部。

{
  "typ": "jwt",
  "alg": "hs256"
}

2. payload： 标准定义了7个字段，载荷json经过base64编码后得到jwt的载荷。

{
  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
}

示例：

{
    "sub": "1",
    "iss": "http://localhost:8000/user/sign_up",
    "iat": 1451888119,
    "exp": 1454516119,
    "nbf": 1451888119,
    "jti": "37c107e4609ddbcc9c096ea5ee76c667"
}

3.signature： 将头部和载荷用'.'号连接，再加上一串密钥，经过头部声明的加密算法加密后得到签名。

hmacsha256(
    base64urlencode(header) + "." +
    base64urlencode(payload),
    secret
)

三. 核心代码简析

1. 数据结构

// a jwt token.  different fields will be used depending on whether you're
// creating or parsing/verifying a token.
type token struct {
   raw       string                 // the raw token.  populated when you parse a token
   method    signingmethod          // the signing method used or to be used
   header    map[string]interface{} // （头部）the first segment of the token
   claims    claims                 // （负载）the second segment of the token
   signature string                 // （签名）the third segment of the token.  populated when you parse a token
   valid     bool                   // is the token valid?  populated when you parse/verify a token
}

// structured version of claims section, as referenced at
// https://tools.ietf.org/html/rfc7519#section-4.1
// see examples for how to use this with your own claim types
type standardclaims struct {
   id        string `json:"jti,omitempty"`  //编号
   subject   string `json:"sub,omitempty"`  //主题
   issuer    string `json:"iss,omitempty"`  //签发人
   audience  string `json:"aud,omitempty"`  //受众
   expiresat int64  `json:"exp,omitempty"`  //过期时间
   issuedat  int64  `json:"iat,omitempty"` //签发时间
   notbefore int64  `json:"nbf,omitempty"`  //生效时间
}

2. 生成token

var(
   key []byte = []byte("this is secret!")
)
// 产生json web token
func gentoken() string {
   claims := &jwt.standardclaims{
      notbefore: int64(time.now().unix()),
      expiresat: int64(time.now().unix() + 1000),
      issuer:    "bitch",
   }

   token := jwt.newwithclaims(jwt.signingmethodhs256, claims)
   ss, err := token.signedstring(key)
   if err != nil {
      logs.error(err)
      return ""
   }
   return ss
}

3. 校验token

// 校验token是否有效
func checktoken(token string) bool {
   _, err := jwt.parse(token, func(*jwt.token) (interface{}, error) {
      return key, nil
   })
   if err != nil {
      fmt.println("parase with claims failed.", err)
      return false
   }
   return true
}

四. 登录授权示例

handler/auth.go

package handler

import (
   "fmt"
   "github.com/dgrijalva/jwt-go"
   "github.com/dgrijalva/jwt-go/request"
   "net/http"
)

const (
   secretkey = "odcyndysimzy0n"
)

func validatetokenmiddleware(w http.responsewriter, r *http.request, next http.handlerfunc) {
   token, err := request.parsefromrequest(r, request.authorizationheaderextractor,
      func(token *jwt.token) (interface{}, error) {
         return []byte(secretkey), nil
      })

   if err == nil {
      if token.valid {
         next(w, r)
      } else {
         w.writeheader(http.statusunauthorized)
         fmt.fprint(w, "token is not valid")
      }
   } else {
      w.writeheader(http.statusunauthorized)
      fmt.fprint(w, "unauthorized access to this resource")
   }
}

handler/account.go

package handler

import (
   "encoding/json"
   "fmt"
   "github.com/dgrijalva/jwt-go"
   "log"
   "net/http"
   "strings"
   "time"
)

func fatal(err error) {
   if err != nil {
      log.fatal(err)
   }
}

type usercredentials struct {
   username string `json:"username"`
   password string `json:"password"`
}

type user struct {
   id       int    `json:"id"`
   name     string `json:"name"`
   username string `json:"username"`
   password string `json:"password"`
}

type response struct {
   data string `json:"data"`
}

type token struct {
   token string `json:"token"`
}

func loginhandler(w http.responsewriter, r *http.request) {
   var user usercredentials
   err := json.newdecoder(r.body).decode(&user)
   if err != nil {
      w.writeheader(http.statusforbidden)
      fmt.fprint(w, "error in request")
      return
   }

   if strings.tolower(user.username) != "admin" {
      if user.password != "123456" {
         w.writeheader(http.statusforbidden)
         fmt.fprint(w, "invalid credentials")
         return
      }
   }

   // 创建token
   token := jwt.new(jwt.signingmethodhs256)
   claims := make(jwt.mapclaims)
   claims["exp"] = time.now().add(time.hour * time.duration(1)).unix()
   claims["iat"] = time.now().unix()
   token.claims = claims

   //if err != nil {
   // w.writeheader(http.statusinternalservererror)
   // fmt.fprintln(w, "error extracting the key")
   // fatal(err)
   //}

   tokenstring, err := token.signedstring([]byte(secretkey))
   if err != nil {
      w.writeheader(http.statusinternalservererror)
      fmt.fprintln(w, "error while signing the token")
      fatal(err)
   }

   response := token{tokenstring}
   jsonresponse(response, w)
}

func fundhandler(w http.responsewriter, r *http.request) {
   response := response{"账户余额：1000w"}
   jsonresponse(response, w)
}

func jsonresponse(response interface{}, w http.responsewriter) {
   obj, err := json.marshal(response)
   if err != nil {
      http.error(w, err.error(), http.statusinternalservererror)
      return
   }

   w.writeheader(http.statusok)
   w.header().set("content-type", "application/json")
   w.write(obj)
}

main.go

import (
   "github.com/codegangsta/negroni"
   "log"
   "net/http"
   "proxy/handler"
)

func server() {
   http.handlefunc("/login", handler.loginhandler)

   http.handle("/data", negroni.new(
      negroni.handlerfunc(handler.validatetokenmiddleware), //中间件
      negroni.wrap(http.handlerfunc(handler.fundhandler)),
   ))

   log.println("服务已启动...")
   http.listenandserve(":8080", nil)
}

func main() {
   server()
}

五. jwt 使用方式

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（或放在post 请求的数据体里面）。

authorization: bearer <token>

六. jwt注意事项

1. jwt默认不加密，但可以加密。生成原始令牌后，可以使用改令牌再次对其进行加密。
2. 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。
3. jwt的最大缺点是服务器不保存会话状态，一旦jwt签发，在有效期内将会一直有效。
4. jwt的有效期不宜设置太长，认证信息，因此一旦信息泄露，任何人都可以获得令牌的所有权限。
5. 为了减少jwt数据盗用和窃取的风险，jwt建议使用加密的https协议进行传输。

参考：
关于oauth2.0