JSON WEB TOKEN（JWT）的分析

一般情況下，客戶的會話數據會存在文件中，或者引入redis來存儲，實現session的管理，但是這樣操作會存在一些問題，使用文件來存儲的時候，在多臺機器上，比較難實現共享，使用redis來存儲的時候，則需要引入多一個集群，這樣會增加管理的工作量，也不方便。有一個直觀的辦法，就是將session數據，存儲在客戶端中，使用簽名校驗數據是否有篡改，客戶請求的時候，把session數據帶上，獲取裏面的數據，通過校驗，然後進行身份認證。

數據存儲在客戶端中，會存在一些挑戰：

• 數據安全問題
• 數據量不能太大
• 續簽的問題
• 註銷的問題

為了實現客戶端存儲會話數據的解決方案，制定了JSON Web Token的協議，詳細的協議可以在:RFC7529查看。下面我們看看jwt協議是怎樣解決上面的挑戰的。

JWT的結構：

JWT加密後，使用的格式，分為三部分，header，payload和signature，使用.號連接起來：

Header.Payload.Signature

JWT的header：

JWT的header，定義了存儲的算法和協議名稱：

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

JWT的Payload：

下面這些負載字段，是JWT協議提供選用，一般情況下，payload的數據是不加密存儲在客戶端中的，所以要註意不要存儲敏感信息：

iss (issuer)：簽發人
exp (expiration time)：過期時間
sub (subject)：主題
aud (audience)：受眾
nbf (Not Before)：生效時間
iat (Issued At)：簽發時間
jti (JWT ID)：編號
 

payload除了這些字段，還可以擴展一些數據，更加符合我們的需求：

{
    "iss": "foo",
    "extend_data": "hell"
}

JWT的Signature

服務端，有一個秘鑰，通過秘鑰對header和payload進行簽名，使用header中指定的簽名算法類型，一般有HMAC，RSA和ECDSA，下面是簽名的格式：

HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret)
 

JWT的通訊方式

JWT一般會將token數據存儲在http請求的header中，通過Bearer來分隔：

headers: {
    'Authorization': 'Bearer ' + token
}

定義好數據結構和通訊方式，下面看看如何處理一些問題：

續簽問題

每一個token產生，都應該限制好過期時間，確保只能在一段時間內有效，保證安全。當達到過期時間時，需要對token進行續簽，可以定時想服務器提交請求，重新獲取token來實現。

註銷問題

當客戶登錄的時候，需要註銷登錄會話，由於token是沒有狀態的，只能在客戶端把token刪除，偽造一個註銷的狀態，真正的註銷只能等待token過期。

也可以有種辦法，就是把token的信息記錄在redis中，當客戶退出時，講redis中的token刪除，而一般請求時，會通過redis對數據進行校驗，這樣可以實現真的註銷效果，但要引入多一個組件，把token變為有狀態，如果用這種辦法，也就不符合token存儲在客戶端的模式了

總結

如果能夠支持，會話用的數據量較小，對註銷可以等待超時的長效的場景，使用jwt作為會話數據存儲是會比較方便的。而對於會話數據量大的場景，還是使用一般的方式比較好點。

參考資料

RFC7529

JSON WEB TOKEN（JWT）的分析