( 轉 ) 什麼是 JWT -- JSON WEB TOKEN

什麼是JWT

Json web token (JWT), 是爲了在網絡應用環境間傳遞聲明而執行的一種基於JSON的開放標準（(RFC 7519).該token被設計爲緊湊且安全的，特別適用於分佈式站點的單點登陸（SSO）場景。JWT的聲明通常被用來在身份提供者和服務提供者間傳遞被認證的用戶身份信息，以便於從資源服務器獲取資源，也能夠增長一些額外的其它業務邏輯所必須的聲明信息，該token也可直接被用於認證，也可被加密。

起源

提及JWT，咱們應該來談一談基於token的認證和傳統的session認證的區別。

傳統的session認證

咱們知道，http協議自己是一種無狀態的協議，而這就意味着若是用戶向咱們的應用提供了用戶名和密碼來進行用戶認證，那麼下一次請求時，用戶還要再一次進行用戶認證才行，由於根據http協議，咱們並不能知道是哪一個用戶發出的請求，因此爲了讓咱們的應用能識別是哪一個用戶發出的請求，咱們只能在服務器存儲一份用戶登陸的信息，這份登陸信息會在響應時傳遞給瀏覽器，告訴其保存爲cookie,以便下次請求時發送給咱們的應用，這樣咱們的應用就能識別請求來自哪一個用戶了,這就是傳統的基於session認證。

可是這種基於session的認證使應用自己很可貴到擴展，隨着不一樣客戶端用戶的增長，獨立的服務器已沒法承載更多的用戶，而這時候基於session認證應用的問題就會暴露出來.

基於session認證所顯露的問題

Session: 每一個用戶通過咱們的應用認證以後，咱們的應用都要在服務端作一次記錄，以方便用戶下次請求的鑑別，一般而言session都是保存在內存中，而隨着認證用戶的增多，服務端的開銷會明顯增大。

擴展性: 用戶認證以後，服務端作認證記錄，若是認證的記錄被保存在內存中的話，這意味着用戶下次請求還必需要請求在這臺服務器上,這樣才能拿到受權的資源，這樣在分佈式的應用上，相應的限制了負載均衡器的能力。這也意味着限制了應用的擴展能力。

CSRF: 由於是基於cookie來進行用戶識別的, cookie若是被截獲，用戶就會很容易受到跨站請求僞造的攻擊。

基於token的鑑權機制

基於token的鑑權機制相似於http協議也是無狀態的，它不須要在服務端去保留用戶的認證信息或者會話信息。這就意味着基於token認證機制的應用不須要去考慮用戶在哪一臺服務器登陸了，這就爲應用的擴展提供了便利。

流程上是這樣的：

• 用戶使用用戶名密碼來請求服務器
• 服務器進行驗證用戶的信息
• 服務器經過驗證發送給用戶一個token
• 客戶端存儲token，並在每次請求時附送上這個token值
• 服務端驗證token值，並返回數據

這個token必需要在每次請求時傳遞給服務端，它應該保存在請求頭裏， 另外，服務端要支持CORS(跨來源資源共享)策略，通常咱們在服務端這麼作就能夠了Access-Control-Allow-Origin: *。

那麼咱們如今回到JWT的主題上。

JWT長什麼樣？

JWT是由三段信息構成的，將這三段信息文本用.連接一塊兒就構成了Jwt字符串。就像這樣:

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ 

JWT的構成

第一部分咱們稱它爲頭部（header),第二部分咱們稱其爲載荷（payload, 相似於飛機上承載的物品)，第三部分是簽證（signature).

header

jwt的頭部承載兩部分信息：

• 聲明類型，這裏是jwt
• 聲明加密的算法 一般直接使用 HMAC SHA256

完整的頭部就像下面這樣的JSON：

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

而後將頭部進行base64加密（該加密是能夠對稱解密的),構成了第一部分.

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9

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載荷就是存放有效信息的地方。這個名字像是特指飛機上承載的貨品，這些有效信息包含三個部分

• 標準中註冊的聲明
• 公共的聲明
• 私有的聲明

標準中註冊的聲明 (建議但不強制使用) ：

• iss: jwt簽發者
• sub: jwt所面向的用戶
• aud: 接收jwt的一方
• exp: jwt的過時時間，這個過時時間必需要大於簽發時間
• nbf: 定義在什麼時間以前，該jwt都是不可用的.
• iat: jwt的簽發時間
• jti: jwt的惟一身份標識，主要用來做爲一次性token,從而回避重放攻擊。

公共的聲明 ：
公共的聲明能夠添加任何的信息，通常添加用戶的相關信息或其餘業務須要的必要信息.但不建議添加敏感信息，由於該部分在客戶端可解密.

私有的聲明 ：
私有聲明是提供者和消費者所共同定義的聲明，通常不建議存放敏感信息，由於base64是對稱解密的，意味着該部分信息能夠歸類爲明文信息。

定義一個payload:

{
  "sub": "1234567890", "name": "John Doe", "admin": true } 

而後將其進行base64加密，獲得Jwt的第二部分。

eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9

signature

jwt的第三部分是一個簽證信息，這個簽證信息由三部分組成：

• header (base64後的)
• payload (base64後的)
• secret

這個部分須要base64加密後的header和base64加密後的payload使用.鏈接組成的字符串，而後經過header中聲明的加密方式進行加鹽secret組合加密，而後就構成了jwt的第三部分。

// javascript var encodedString = base64UrlEncode(header) + '.' + base64UrlEncode(payload); var signature = HMACSHA256(encodedString, 'secret'); // TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ 

將這三部分用.鏈接成一個完整的字符串,構成了最終的jwt:

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ 

注意：secret是保存在服務器端的，jwt的簽發生成也是在服務器端的，secret就是用來進行jwt的簽發和jwt的驗證，因此，它就是你服務端的私鑰，在任何場景都不該該流露出去。一旦客戶端得知這個secret, 那就意味着客戶端是能夠自我簽發jwt了。

如何應用

通常是在請求頭裏加入Authorization，並加上Bearer標註：

fetch('api/user/1', { headers: { 'Authorization': 'Bearer ' + token } }) 

服務端會驗證token，若是驗證經過就會返回相應的資源。整個流程就是這樣的:

 

jwt-diagram

總結

優勢

• 由於json的通用性，因此JWT是能夠進行跨語言支持的，像JAVA,JavaScript,NodeJS,PHP等不少語言均可以使用。
• 由於有了payload部分，因此JWT能夠在自身存儲一些其餘業務邏輯所必要的非敏感信息。
• 便於傳輸，jwt的構成很是簡單，字節佔用很小，因此它是很是便於傳輸的。
• 它不須要在服務端保存會話信息, 因此它易於應用的擴展

安全相關

• 不該該在jwt的payload部分存放敏感信息，由於該部分是客戶端可解密的部分。
• 保護好secret私鑰，該私鑰很是重要。
• 若是能夠，請使用https協議 

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