JWT全面解讀

前言

JWT是json web token縮寫。它將使用者資訊加密到token裡，伺服器不儲存任何使用者資訊。伺服器通過使用儲存的金鑰驗證token的正確性，只要正確即通過驗證。

優點是在分散式系統中，很好地解決了單點登入問題，很容易解決了session共享的問題。
缺點是無法作廢已頒佈的令牌/不易應對資料過期。

可能習慣了redis儲存session，使用shiro做登陸，突然使用JWT有點不適應，因為太簡單了，我個人不是很建議使用，還是那句話，你的選擇權有多大，你有學多少知識。

JWT基本使用

在pom.xml引入java-jwt

<dependency
 
>
    <groupId>com.auth0</groupId>
    <artifactId>java-jwt</artifactId>
    <version>3.4.0</version>
</dependency>

Gradle下依賴
compile 'com.auth0:java-jwt:3.4.0'

示例如下

package yui.ui.web.sys.controller;

import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import
 
 java.util.Map;

import com.alibaba.druid.util.StringUtils;
import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.JWTVerifier;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.interfaces.Claim;
import com.auth0.jwt.interfaces.DecodedJWT;

public class Test {
    /**
     * APP登入Token的生成和解析
     * 
     */
 


    /** token祕鑰，請勿洩露，請勿隨便修改 backups:JKKLJOoasdlfj */
    public static final String SECRET = "JKKLJOoasdlfj";
    /** token 過期時間: 10天 */
    public static final int calendarField = Calendar.DATE;
    public static final int calendarInterval = 10;

    /**
     * JWT生成Token.<br/>
     * 
     * JWT構成: header, payload, signature
     * 
     * @param user_id
     *            登入成功後用戶user_id, 引數user_id不可傳空
     */
    public static String createToken(Long user_id) throws Exception {
        Date iatDate = new Date();
        // expire time
        Calendar nowTime = Calendar.getInstance();
        nowTime.add(calendarField, calendarInterval);
        Date expiresDate = nowTime.getTime();

        // header Map
        Map<String, Object> map = new HashMap<>();
        map.put("alg", "HS256");
        map.put("typ", "JWT");

        // build token
        // param backups {iss:Service, aud:APP}
        String token = JWT.create().withHeader(map) // header
                .withClaim("iss", "Service") // payload
                .withClaim("aud", "APP").withClaim("user_id", null == user_id ? null : user_id.toString())
                .withIssuedAt(iatDate) // sign time
                .withExpiresAt(expiresDate) // expire time
                .sign(Algorithm.HMAC256(SECRET)); // signature

        return token;
    }

    /**
     * 解密Token
     * 
     * @param token
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static Map<String, Claim> verifyToken(String token) {
        DecodedJWT jwt = null;
        try {
            JWTVerifier verifier = JWT.require(Algorithm.HMAC256(SECRET)).build();
            jwt = verifier.verify(token);
        } catch (Exception e) {
            // e.printStackTrace();
            // token 校驗失敗, 丟擲Token驗證非法異常
        }
        return jwt.getClaims();
    }

    /**
     * 根據Token獲取user_id
     * 
     * @param token
     * @return user_id
     */
    public static Long getAppUID(String token) {
        Map<String, Claim> claims = verifyToken(token);
        Claim user_id_claim = claims.get("user_id");
        if (null == user_id_claim || StringUtils.isEmpty(user_id_claim.asString())) {
            // token 校驗失敗, 丟擲Token驗證非法異常
        }
        return Long.valueOf(user_id_claim.asString());
    }
}

最終存放的資料在JWT內部的實體claims裡。它是存放資料的地方

概念介紹

JWT訊息構成

一個token分3部分，按順序為

• 頭部（header)
• 其為載荷（payload)
• 簽證（signature)
  由三部分生成token
  3部分之間用“.”號做分隔。例如eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c
  驗證koten地址

頭部

Jwt的頭部承載兩部分資訊：

• 宣告型別，這裡是jwt
• 宣告加密的演算法 通常直接使用 HMAC SHA256
  JWT裡驗證和簽名使用的演算法，可選擇下面的。

使用程式碼如下

// header Map
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("alg", "HS256");
map.put("typ", "JWT");

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載荷就是存放有效資訊的地方。基本上填2種類型資料

-標準中註冊的宣告的資料
-自定義資料
由這2部分內部做base64加密。最張資料進入JWT的chaims裡存放。

標準中註冊的宣告 (建議但不強制使用)

iss: jwt簽發者

sub: jwt所面向的使用者

aud: 接收jwt的一方

exp: jwt的過期時間，這個過期時間必須要大於簽發時間

nbf: 定義在什麼時間之前，該jwt都是不可用的.

iat: jwt的簽發時間

jti: jwt的唯一身份標識，主要用來作為一次性token,從而回避重放攻擊。

使用方法

 JWT.create().withHeader(map) // header
                .withClaim("iss", "Service") // payload
                .withClaim("aud", "APP")
                .withIssuedAt(iatDate) // sign time
                .withExpiresAt(expiresDate) // expire time

自定義資料

這個就比較簡單，存放我們想放在token中存放的key-value值
使用方法

 JWT.create().withHeader(map) // header
                .withClaim("name", "cy") // payload
                .withClaim("user_id", "11222");

簽名signature

jwt的第三部分是一個簽證資訊，這個簽證資訊演算法如下：
base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload)+your-256-bit-secret
這個部分需要base64加密後的header和base64加密後的payload使用.連線組成的字串，然後通過header中宣告的加密方式進行加鹽secret組合加密，然後就構成了jwt的第三部分。

基本上至此，JWT的API相關知識已經學完了，但是API不夠有好，不停的用withClaim放資料。不夠友好。下面推薦一款框架，相當於對JWT的實現框架

JJWT

它是為了更友好在JVM上使用JWT，是基本於JWT, JWS, JWE, JWK框架的java實現。
參考git地址

引入

Maven

<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>0.9.0</version>
</dependency>

Gradle:

dependencies {
    compile 'io.jsonwebtoken:jjwt:0.9.0'
}

使用方法

生成token

getJwtToken是生成jjwt裡的token方法。

import com.sun.javafx.scene.traversal.Algorithm;
import io.jsonwebtoken.*;
import io.jsonwebtoken.impl.DefaultJwsHeader;

import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;


private String  SECRET = "DyoonSecret_0581";
private void getJwtToken(){
      Date iatDate = new Date();
      // expire time
      Calendar nowTime = Calendar.getInstance();
      //有10天有效期
      nowTime.add(Calendar.DATE, 10);
      Date expiresDate = nowTime.getTime();
      Claims claims = Jwts.claims();
      claims.put("name","cy");
      claims.put("userId", "222");
      claims.setAudience("cy");
      claims.setIssuer("cy");
      String token = Jwts.builder().setClaims(claims).setExpiration(expiresDate)
              .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, SECRET)
              .compact();

  }

上面將token中的載荷放在chaims中，其實chaims是JWT內部維持的一個存放有效資訊的地方，不論使用任何API，最終都使用chaims儲存資訊。
setClaims有2個過載

• JwtBuilder setClaims(Claims claims);
• JwtBuilder setClaims(Map<String, Object> claims);
  不能就是說，我們也可以直接傳入map值物件。

解析token

parseJwtToken方法是解析token。

public void parseJwtToken(String token) {
        try{

        }catch (Exception e){

        }
        Jws<Claims> jws = Jwts.parser().setSigningKey(SECRET).parseClaimsJws(token);
        String signature = jws.getSignature();
        Map<String, String> header = jws.getHeader();
        Claims Claims = jws.getBody();
    }