JWT的主要应用场景
身份认证在这种场景下，一旦用户完成了登陆，在接下来的每个请求中包含JWT，可以用来验证用户身份以及对路由，服务和资源的访问权限进行验证。由于它的开销非常小，可以轻松的在不同域名的系统中传递，所有目前在单点登录(SSO)中比较广泛的使用了该技术。 信息交换在通信的双方之间使用JWT对数据进行编码是一种非常安全的方式，由于它的信息是经过签名的，可以确保发送者发送的信息是没有经过伪造的。
JWT的结构
JWT包含了使用.分隔的三部分： Header 头部 Payload 负载 Signature 签名
其结构看起来是这样的Header.Payload.Signature
Header
在header中通常包含了两部分：token类型和采用的加密算法。{ "alg": "HS256", "typ": "JWT"} 接下来对这部分内容使用 Base64Url 编码组成了JWT结构的第一部分。
Payload
Token的第二部分是负载，它包含了claim， Claim是一些实体(通常指的用户)的状态和额外的元数据，有三种类型的claim：reserved, public 和 private.Reserved claims: 这些claim是JWT预先定义的，在JWT中并不会强制使用它们，而是推荐使用，常用的有 iss(签发者),exp(过期时间戳), sub(面向的用户), aud(接收方), iat(签发时间)。 Public claims：根据需要定义自己的字段，注意应该避免冲突 Private claims：这些是自定义的字段，可以用来在双方之间交换信息 负载使用的例子：{ "sub": "1234567890", "name": "John Doe", "admin": true} 上述的负载需要经过Base64Url编码后作为JWT结构的第二部分。
Signature
创建签名需要使用编码后的header和payload以及一个秘钥，使用header中指定签名算法进行签名。例如如果希望使用HMAC SHA256算法，那么签名应该使用下列方式创建： HMACSHA256( base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret) 签名用于验证消息的发送者以及消息是没有经过篡改的。 完整的JWT 完整的JWT格式的输出是以. 分隔的三段Base64编码，与SAML等基于XML的标准相比，JWT在HTTP和HTML环境中更容易传递。 下列的JWT展示了一个完整的JWT格式，它拼接了之前的Header， Payload以及秘钥签名：
encoded-jwt3.png
python发送数据
import calendar
import datetime
import time
import jenkins
import requests
import json
import logging
import configparser
import jwt
#read the private_key
with open('rsa_private_key.pem') as f:
private_key = f.read()
exp = datetime.datetime.utcnow() + datetime.timedelta(minutes=10)
exp = calendar.timegm(exp.timetuple())
# Generate the JWT
payload = {
# issued at time
'iat': int(time.time()),
# JWT expiration time (10 minute maximum)
'exp': exp,
# Integration's GitHub identifier
'iss': 'tom',
}
encoded = jwt.encode(payload, private_key, algorithm='RS256')
try:
headers = {
'content-type': "application/json",
'jwt': encoded
}
response = requests.post(server_url, headers=headers)
if response.status_code != 200:
logger.error("commit builds post go wrong , status code is : {}".format(response.status_code))
logger.error(response.text)
except Exception as e:
logger.error("commit builds post Error: {}".format(e))
java接受数据(springboot拦截器)
public class WebInterceptor implements HandlerInterceptor {
static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(WebInterceptor.class);
@Autowired
private MyConfig myconfig;
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object o) throws Exception {
logger.info("============== request before ==============");
String jwt = httpServletRequest.getHeader("jwt");
logger.info("jwt is : " + jwt);
String str = null;
if(myconfig == null){
WebApplicationContext wac = WebApplicationContextUtils.getRequiredWebApplicationContext(httpServletRequest.getServletContext());
myconfig = wac.getBean(MyConfig.class);
}
try {
//read the public key
File file = ResourceUtils.getFile(myconfig.getRsaPublicKeyDir());
FileReader reader = new FileReader(file);
BufferedReader bReader = new BufferedReader(reader);
StringBuilder sb = new StringBuilder();
String s;
while ((s = bReader.readLine()) != null) {
sb.append(s);
}
bReader.close();
str = sb.toString();
RsaKeyUtil rsaKeyUtil = new RsaKeyUtil();
PublicKey publicKey = rsaKeyUtil.fromPemEncoded(str);
// create a JWT consumer
JwtConsumer jwtConsumer = new JwtConsumerBuilder()
.setRequireExpirationTime()
.setVerificationKey(publicKey)
//不能少不然会报错
.setRelaxVerificationKeyValidation()
.setJwsAlgorithmConstraints( // only allow the expected signature algorithm(s) in the given context
new AlgorithmConstraints(AlgorithmConstraints.ConstraintType.WHITELIST, // which is only RS256 here
AlgorithmIdentifiers.RSA_USING_SHA256))
.build();
// validate and decode the jwt
JwtClaims jwtDecoded = jwtConsumer.processToClaims(jwt);
Map jwtClaims = jwtDecoded.getClaimsMap();
Object iss = jwtClaims.get("iss");
logger.info("jwtClaims is : "+ jwtClaims);
}catch (Exception e){
logger.error(e.getMessage());
return false;
}
return true;
}
}
签名的目的
最后一步签名的过程，实际上是对头部以及载荷内容进行签名。一般而言，加密算法对于不同的输入产生的输出总是不一样的。对于两个不同的输入，产生同样的输出的概率极其地小(有可能比我成世界首富的概率还小)。所以，我们就把“不一样的输入产生不一样的输出”当做必然事件来看待吧。
所以，如果有人对头部以及载荷的内容解码之后进行修改，再进行编码的话，那么新的头部和载荷的签名和之前的签名就将是不一样的。而且，如果不知道服务器加密的时候用的密钥的话，得出来的签名也一定会是不一样的。
服务器应用在接受到JWT后，会首先对头部和载荷的内容用同一算法再次签名。那么服务器应用是怎么知道我们用的是哪一种算法呢？别忘了，我们在JWT的头部中已经用alg字段指明了我们的加密算法了。
如果服务器应用对头部和载荷再次以同样方法签名之后发现，自己计算出来的签名和接受到的签名不一样，那么就说明这个Token的内容被别人动过的，我们应该拒绝这个Token，返回一个HTTP 401 Unauthorized响应。
信息会暴露？
是的。
所以，在JWT中，不应该在载荷里面加入任何敏感的数据。在上面的例子中，我们传输的是用户的User ID。这个值实际上不是什么敏感内容，一般情况下被知道也是安全的。
但是像密码这样的内容就不能被放在JWT中了。如果将用户的密码放在了JWT中，那么怀有恶意的第三方通过Base64解码就能很快地知道你的密码了。
JWT的适用场景
我们可以看到，JWT适合用于向Web应用传递一些非敏感信息。例如在上面提到的完成加好友的操作，还有诸如下订单的操作等等。
其实JWT还经常用于设计用户认证和授权系统，甚至实现Web应用的单点登录。在下一次的文章中，我将为大家系统地总结JWT在用户认证和授权上的应用。
