什么是JWT
JWT用于分布式系统的单点登录SSO场景，主要用来做用户身份鉴别或者资源接口安全性的技术
- 身份鉴别
- 资源接口安全性检验，保护服务器资源不被泄露
1.认证流程
- 首先，前端通过Web表单将自己的用户名和密码发送到后端的接口。这一过程一般是一个HTTP POST请求。建议的方式是通过SSL加密的传输（https协议）,从而避免敏感信息被嗅探
- 后端核对用户名和密码成功后，将用户的id等其他信息作为JWT Payload(负载）、将其与头部分别进行Base64编码拼接后签名，形成一个JWT。形成的JWT就是一个形同111.zzz.xxx的字符串
- 后端将JWT字符串作为登录成功的返回结果返回给前端。前端可以将返回的结果保存在localstorage或sessionStorage上，退出登录时前端删除保存的JWT即可
- 前端在每次请求时将JWT放入HTTP Header中的Authorization位。（解决XSS和XSRF问题）
- 后端检查是否存在，如存在验证JWT的有效性。例如，检查签名是否正确；检查Token是否过期；检查Token的接收方是否是自己（可选）
- 验证通过后后端使用JWT中包含的用户信息进行其他逻辑操作，返回相应结果
2.JWT优势
- 简洁（Compact):可以通过URL,POST参数或者在HTTP header发送，因为数据量小，传输速度也很快
- 自包含（Self-contained):负载中包含了所有用户所需要的信息，避免了多次查询数据库
- 因为Token是以JSON加密的形式保存在客户端的，所以JWT是跨语言的，原则上任何web形式都支持
- 不需要在服务端保存会话信息，特别适用于分布式微服务
JWT能做什么
- 授权：这是使用JWT的最常见方案。一旦用户登录，每个后续请求将包括JWT,从而允许用户访问该令牌允许的路由，服务和资源。单点登录是当今广泛使用JWT的一项功能，因为它的开销很小并且可以在不同的域中轻松使用。
- 信息交换：JSON Web Token是在各方之间安全地传输信息的好方法。因为可以对JWT进行签名（例如，使用公钥/私钥对）,所以您可以确保发件人需要是他们所说的人。此外，由于签名是使用标头和有效负载计算的，因此您还可以验证内容是否遭到募改。
基于session认证所显露的问题
- 认证方式： 我们知道，http协议本身是一种无状态的协议，而这就意味着如果用户向我们的应用提供了用户名和密码来进行用户认证，那么下一次请求时，用户还要再一次进行用户认证才行，因为根据http协议，我们并不能知道是哪个用户发出的请求，所以为了让我们的应用能识别是哪个用户发出的请求，我们只能在服务器存储一份用户登录的信息，这份登录信息会在响应时传递给浏览器，告诉其保存为cookie,以便下次请求时发送给我们的应用，这样我们的应用就能识别请求来自哪个用户了，这就是传统的基于session认证。
- 认证流程：
- 暴露问题：
- 每个用户经过我们的应用认证之后，我们的应用都要在服务端做一次记录，以方便用户下次请求的鉴别，通常而言session都是保存在内存中，而随着认证用户的增多，服务端的开销会明显增大
- 用户认证之后，服务端做认证记录，如果认证的记录被保存在内存中的话，这意味着用户下次请求还必须要请求在这台服务器上，这样才能拿到授权的资源，这样在分布式的应用上，相应的限制了负载均衡器的能力。这也意味着限制了应用的扩展能力。
- 因为是基于cookie来进行用户识别的，cookie如果被截获，用户就会很容易受到跨站请求伪造的攻击。
- 在前后端分离系统中就更加痛苦：如下图所示
也就是说前后端分离在应用解耦后增加了部署的复杂性。通常用户一次请求就要转发多次。如果用session 每次携带sessionid 到服务器，服务器还要查询用户信息。同时如果用户很多。这些信息存储在服务器内存中，给服务器增加负担。还有就是CSRF(跨站伪造请求攻击）攻击，session是基于cookie进行用户识别的，cookie如果被截获，用户就会很容易受到跨站请求伪造的攻击。还有就是sessionid就是一个特征值，表达的信息不够丰富。不容易扩展。而且如果你后端应用是多节点部署。那么就需要实现session共享机制。不方便集群应用
JWT的构成
第一部分称为头部（Header）
第二部分称为载荷（Payload）
第三部分称为签证（Signature）
因此JWT通常如下所示：xxxx.yyyyy.zzzzz Header.Payload.Signature
1.Header
承载两部分信息：
- 声明类型：这里是JWT
- 声明加密的算法：通常直接使用HMAC SHA256或RSA。它会使用Base64编码组成JWT结构的第一部分
- 注意Base64是一种编码，也就是说它时可以被翻译成原来的样子的，并不是一种加密过程
2.Payload
令牌的第二部分是有效负载，其中包含声明。声明是有关实体（通常是用户）和其他数据的声明，同样是使用Base64编码组成JWT结构的第二部分
Signature
使用JWT
1.引入依赖
<dependency>
<groupId>com.autho</groupId>
<artifactId>java-jwt</artifactId>
<version>3.18.2</version>
</dependency>
2.生成token
@Test
void test6() throws IOException {
HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
//时间
Calendar instance = Calendar.getInstance();
instance.add(Calendar.SECOND,20);
//生成token
String token = JWT.create().withHeader(map) //header,一般用默认的就好了，不用写
.withClaim("userId", 21) //payload
.withClaim("username", "xiaoming1")
.withExpiresAt(instance.getTime()) //设置过期时间
.sign(Algorithm.HMAC256("wdhiddg"));//签名
System.out.println(token);
//结果
//eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE2MzkzOTg5MzAsInVzZXJJZCI6MjEsInVzZXJuYW1lIjoieGlhb21pbmcxIn0.UGkZL6wFYna-J8KXHFBHodkGT2VmPICNVPIO6lcmPy4
}
3.根据令牌和签名解析数据
@Test
void test7() throws IOException {
String str = "eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE2Mzk0MDA2MzEsInVzZXJJZCI6MjEsInVzZXJuYW1lIjoieGlhb21pbmcxIn0.lj9VP0iGPMJGONZIQ0cz52RVuBbsvglPBcd-s6lr3pg";
//创建验证对象
JWTVerifier jwtVerifier = JWT.require(Algorithm.HMAC256("wdhiddg")).build();
//放入token
DecodedJWT verify = jwtVerifier.verify(str);
System.out.println(verify.getClaim("userId").asInt());
System.out.println(verify.getClaim("username").asString());
}
JWT工具类（网上有很多）
public class JWTUtils {
private static final String SIGN = "wdhiddg";
/*
* 生成token
* */
public static String getToken(Map<String,String> map){
//时间
Calendar instance = Calendar.getInstance();
instance.add(Calendar.DATE,7);//默认七天过期
//创建jwt builder
JWTCreator.Builder builder = JWT.create();
//payload
map.forEach((k,v)->{
builder.withClaim(k, v);
});
String token = builder.withExpiresAt(instance.getTime()) //指定过期时间
.sign(Algorithm.HMAC256(SIGN));
return token;
}
//验证token
public static DecodedJWT verify(String token){
DecodedJWT jwt = JWT.require(Algorithm.HMAC256(SIGN)).build().verify(token);
return jwt;
}
}
springboot整合
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.auth0</groupId>
<artifactId>java-jwt</artifactId>
<version>3.18.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
<artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
<version>2.1.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>druid</artifactId>
<version>1.1.19</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>5.1.38</version>
</dependency>
登录生成token
验证token（之后做拦截器）
拦截器
public class JWTInterceptor implements HandlerInterceptor {
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
//获取请求头中的令牌
String token = request.getHeader("token");
try {
JWTUtils.verify(token);//验证令牌
return true;//放行
}catch (SignatureVerificationException e){
e.printStackTrace();
map.put("msg","无效签名");
}catch (TokenExpiredException e){
e.printStackTrace();
map.put("msg","token过期");
}catch (AlgorithmMismatchException e){
e.printStackTrace();
map.put("msg","token算法不一致");
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
map.put("msg","token无效");
}
map.put("state",false);//设置状态
//将map转为json,使用jackson，因为map里面内置了
String json = new ObjectMapper().writeValueAsString(map);
response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");//设置格式
response.getWriter().print(json);
return false;
}
}
配置拦截器
@Configuration
public class InterceptorConfig implements WebMvcConfigurer {
@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
registry.addInterceptor(new JWTInterceptor())
.addPathPatterns("/user/test") //拦截的路径 其他接口保护验证 "/**"
.excludePathPatterns("/user/login"); //放行路径 所有用户都放行 "/user/**"
}
}