JSON Web Token (JWT): 理解与应用

JWT（JSON Web Token）是一种开放标准（RFC 7519），它定义了一种紧凑且自包含的方式，用于在各方之间以JSON对象的形式安全地传输信息。JWT通常用于身份验证和授权目的，因为它可以使用JSON对象在各方之间安全地传输信息

官网地址：https://jwt.io/

0.介绍

通俗地说，JWT的本质就是一个字符串，它是将用户信息保存到一个Json字符串中，然后进行编码后得到一个JWT token，并且这个JWT token带有签名信息，接收后可以校验是否被篡改，所以可以用于在各方之间安全地将信息作为Json对象传输。

0.1.JWT的应用场景

​ 身份验证 : 当用户成功登录时，服务器会生成一个JWT并将其发送给客户端。客户端在后续请求中将JWT附加到HTTP请求头中，以此来证明用户的身份。

​ 授权 : JWT中可以包含用户的权限信息，这样服务器可以根据这些信息决定用户是否被允许访问某些资源。

​ 信息传递 : 除了用户的身份和权限外，JWT还可以用来携带其他有用的信息，如用户的偏好设置等。

在 java 中 常与 Spring Security 框架配合使用

JWT的认证流程如下：

  1. 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，这个过程一般是一个POST请求。建议的方式是通过SSL加密的传输(HTTPS)，从而避免敏感信息被嗅探
  2. 后端核对用户名和密码成功后，将包含用户信息的数据作为JWT的Payload，将其与JWT Header分别进行Base64编码拼接后签名，形成一个JWT Token，形成的JWT Token就是一个如同lll.zzz.xxx的字符串
  3. 后端将JWT Token字符串作为登录成功的结果返回给前端。前端可以将返回的结果保存在浏览器中，退出登录时删除保存的JWT Token即可
  4. 前端在每次请求时将JWT Token放入HTTP请求头中的Authorization属性中(解决XSS和XSRF问题)
  5. 后端检查前端传过来的JWT Token，验证其有效性，比如检查签名是否正确、是否过期、token的接收方是否是自己等等
  6. 验证通过后，后端解析出JWT Token中包含的用户信息，进行其他逻辑操作(一般是根据用户信息得到权限等)，返回结果

在这里插入图片描述

0.2.优点

这种基于token的认证方式相比传统的session认证方式更节约服务器资源，并且对移动端和分布式更加友好。其优点如下：

  • 支持跨域访问：cookie是无法跨域的，而token由于没有用到cookie(前提是将token放到请求头中)，所以跨域后不会存在信息丢失问题

  • 无状态：token机制在服务端不需要存储session信息，因为token自身包含了所有登录用户的信息，所以可以减轻服务端压力

  • 更适用CDN：可以通过内容分发网络请求服务端的所有资料

  • 更适用于移动端：当客户端是非浏览器平台时，cookie是不被支持的，此时采用token认证方式会简单很多

  • 无需考虑CSRF：由于不再依赖cookie，所以采用token认证方式不会发生CSRF，所以也就无需考虑CSRF的防御

1.JWT的结构

JWT是一种自包含的令牌格式。JWT由三个部分组成：头部、载荷和签名。

在这里插入图片描述

1.1.头部 (Header)

头部通常包含两个部分：

  • typ: 表示该令牌的类型，通常是“JWT”。
  • alg: 指定签名算法，例如 HMAC SHA-256 或 RSA。

头部通常以JSON格式书写，并经过Base64Url编码。

1.2.载荷 (Payload)

载荷包含了需要作为声明传输的信息。这些声明可以分为三类：

  • 标准声明：由JWT规范定义的声明。
    • iss (issuer): 发行者。
    • sub (subject): 主题，通常是指用户ID。
    • aud (audience): 接收者，即令牌的预期受众。
    • exp (expiration time): 过期时间。
    • nbf (not before): 该时间之前不可使用。
    • iat (issued at): 发行时间。
    • jti (JWT ID): 一个唯一的标识符，用于防止重放攻击。
  • 私有声明：由发行者和接收者约定的声明，例如用户的角色或权限等。
  • 公共声明：虽然不是JWT规范的一部分，但可以在任何JWT中使用。

载荷也是经过Base64Url编码的。

1.3.签名 (Signature)

签名部分保证了JWT的完整性和安全性。签名通过将头部和载荷进行编码并使用指定的算法（如HMAC SHA-256 RSA或ECDSA）进行计算得到。签名确保了：

  • 令牌没有被篡改。
  • 令牌是由可信的一方发行的。

签名部分同样经过Base64Url编码。

1.4.JWS, JWK

JWS ，也就是JWT Signature，其结构就是在之前nonsecure JWT的基础上，在头部声明签名算法，并在最后添加上签名。创建签名，是保证jwt不能被他人随意篡改。我们通常使用的JWT一般都是JWS

为了完成签名，除了用到header信息和payload信息外，还需要算法的密钥，也就是secretKey。

加密的算法一般有2类：

  • 对称加密：secretKey指加密密钥，可以生成签名与验签
  • 非对称加密：secretKey指私钥，只用来生成签名，不能用来验签(验签用的是公钥)

JWT的密钥或者密钥对，一般统一称为JSON Web Key，也就是JWK

到目前为止，jwt的签名算法有三种：

  • HMAC【哈希消息验证码(对称)】：HS256/HS384/HS512
  • RSASSA【RSA签名算法(非对称)】 :（RS256/RS384/RS512）
  • ECDSA【椭圆曲线数据签名算法(非对称)】 :（ES256/ES384/ES512）

2.实现与工具

2.1.jjwt (Java JWT)

GitHub 仓库地址：https://github.com/jwtk/jjwt

这是一个基于Java的库，用于在JVM和Android平台上创建和验证JSON Web Tokens (JWTs)和JSON Web Keys (JWKs)。

它支持多种JOSE工作组的RFC规范:

  • RFC 7519: JSON Web Token (JWT)
  • RFC 7515: JSON Web Signature (JWS)
  • RFC 7516: JSON Web Encryption (JWE)
  • 等等
2.1.1.导入Maven依赖
<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt-api</artifactId><version>0.11.5</version>
</dependency>
<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt-impl</artifactId><version>0.11.5</version>
</dependency>
<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt-jackson</artifactId><version>0.11.5</version>
</dependency>
2.1.2.测试代码
import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import io.jsonwebtoken.security.Keys;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import java.security.Key;
import java.util.Date;
import java.util.UUID;@RestController
public class JwtController {// 密钥 : 实际开发时 应该从 配置文件 / 持久化存储中 获取private String secret;// token时效：24小时public static final long EXPIRE = 1000 * 60 * 60 * 24;@RequestMapping("/create")public String createToken(){// 生成一个随机的密钥 IDString keyId = UUID.randomUUID().toString();// 密钥secret = keyId;// 创建一个 JWT 令牌String jwt = Jwts.builder()// 设置JWT头部参数，指定令牌类型为JWT.setHeaderParam("typ", "JWT")// 设置JWT头部参数，指定签名算法为HS256.setHeaderParam("alg", "HS256")// 设置JWT过期时间，当前时间戳加上设定的过期时长.setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRE))// 设置主题，通常是用户身份标识.setSubject("admin")// 添加角色声明.claim("role", "admin")// 设置用户ID为1.claim("id", 1)// 设置用户昵称为"王小二".claim("nickname", "王小二")// 设置令牌签发时间.setIssuedAt(new Date())// 设置唯一标识符.setId( keyId )// 使用HS256算法和密钥签名.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, secret.getBytes())// 将令牌压缩为紧凑形式的字符串.compact();return jwt;}@RequestMapping("/check")public  void checkToken(String jwt) {System.out.println("jwt = " + jwt);// 创建一个安全的密钥Key secureKey = Keys.hmacShaKeyFor(secret.getBytes());try {// 使用Jwts.parserBuilder()方法构建一个解析器，该解析器使用secureKey作为签名密钥// 然后使用这个解析器解析jwt字符串，获取到Claims对象，即JWT的主体部分Claims claims = Jwts.parserBuilder().setSigningKey(secureKey).build().parseClaimsJws(jwt).getBody();// 打印解析后的 JWT 信息System.out.println("Subject: " + claims.getSubject());System.out.println("Role: " + claims.get("role", String.class));System.out.println("Issue Time: " + claims.getIssuedAt());System.out.println("JWT ID: " + claims.getId());System.out.println("user nickname: " + claims.get("nickname"));// 可以在这里添加更多逻辑来验证 JWT 的有效性，例如检查过期时间等if(claims.getExpiration()==null){System.out.println("过期时间不能为空 Expiration time cannot be null");}} catch (Exception e) {// 如果 JWT 无法验证，这里会捕获异常System.err.println("Invalid JWT: " + e.getMessage());}}
}

2.2.Nimbus

Nimbus JOSE + JWT 是一个非常强大的 Java 库，用于处理 JSON Web Signature (JWS), JSON Web Encryption (JWE), JSON Web Key (JWK), JSON Web Token (JWT) 和 OAuth 2.0 授权服务器。这个库是由 NimbusDS 开发的，并且广泛应用于身份验证和授权系统中。

2.2.1.导入依赖

首先，您需要在 Maven 项目中添加 json-jwt 的依赖：

        <dependency><groupId>com.nimbusds</groupId><artifactId>nimbus-jose-jwt</artifactId><version>9.40</version></dependency>
2.2.2.测试代码

import com.nimbusds.jose.JOSEException;
import com.nimbusds.jose.JWSAlgorithm;
import com.nimbusds.jose.JWSHeader;
import com.nimbusds.jose.crypto.MACSigner;
import com.nimbusds.jose.crypto.MACVerifier;
import com.nimbusds.jwt.JWTClaimsSet;
import com.nimbusds.jwt.SignedJWT;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import java.text.ParseException;
import java.util.Date;
import java.util.UUID;@RestController
public class JwtController {// 密钥 : 实际开发时 应该从 配置文件 / 持久化存储中 获取private String secret;@RequestMapping("/create")public String createToken() {try {// 生成一个随机的密钥 IDString keyId = UUID.randomUUID().toString();// 密钥secret = keyId;// 创建一个 HMAC 签名器MACSigner signer = new MACSigner(secret.getBytes());// 设置 JWT 的声明JWTClaimsSet.Builder builder = new JWTClaimsSet.Builder();builder.subject("admin");builder.claim("role", "admin");builder.issueTime(new Date());builder.jwtID(keyId);// 构建 JWT Claims SetJWTClaimsSet claimsSet = builder.build();// 创建一个空的 SignedJWT 对象SignedJWT signedJWT = new SignedJWT(new JWSHeader(JWSAlgorithm.HS256),claimsSet);// 签名 JWTsignedJWT.sign(signer);// 将 JWT 转换为紧凑形式String jwt = signedJWT.serialize();return jwt;} catch (JOSEException e) {e.printStackTrace();}return null;}@RequestMapping("/check")public void checkToken(String jwt) {try {System.out.println("jwt = " + jwt);// 解析 JWTSignedJWT signedJWT = SignedJWT.parse(jwt);// 验证 JWTMACVerifier verifier = new MACVerifier( secret.getBytes() );boolean isValid = signedJWT.verify(verifier);if (!isValid) {System.out.println("无效的 JWT 签名 Invalid JWT signature.");return;}// 获取 JWT ClaimsJWTClaimsSet claimsSet = signedJWT.getJWTClaimsSet();System.out.println("Subject: " + claimsSet.getSubject());System.out.println("Role: " + claimsSet.getStringClaim("role"));System.out.println("Issue Time: " + claimsSet.getIssueTime());System.out.println("JWT ID: " + claimsSet.getJWTID());} catch (JOSEException | ParseException e) {e.printStackTrace();}}/*** token 通过 header传递* 再通过 request 取出*/@RequestMapping("/checkHeader")public void checkHeaderToken(HttpServletRequest request) {try {String jwt = request.getHeader("Authorization");System.out.println("jwt header=> " + jwt);// 解析 JWTSignedJWT signedJWT = SignedJWT.parse(jwt);// 验证 JWTMACVerifier verifier = new MACVerifier( secret.getBytes() );boolean isValid = signedJWT.verify(verifier);if (!isValid) {System.out.println("无效的 JWT 签名 Invalid JWT signature.");return;}// 获取 JWT ClaimsJWTClaimsSet claimsSet = signedJWT.getJWTClaimsSet();System.out.println("Subject: " + claimsSet.getSubject());System.out.println("Role: " + claimsSet.getStringClaim("role"));System.out.println("Issue Time: " + claimsSet.getIssueTime());System.out.println("JWT ID: " + claimsSet.getJWTID());} catch (JOSEException | ParseException e) {e.printStackTrace();}}
}
2.2.3.请求测试
###
GET http://localhost:8080/create

生成token : eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJzdWIiOiJhZG1pbiIsInJvbGUiOiJhZG1pbiIsImV4cCI6MTcyMzQ1MDgyOCwiaWF0IjoxNzIzMzY0NDI4LCJqdGkiOiI5Yzc3N2YwZC03NDU5LTQ3MTUtYmVkNy1mNWViYzJiNmMwOTgifQ.Y_P7L4gehl0kJwxTnwUxX8Yy502qrCHQ0hkxod58ly8

###
GET http://localhost:8080/check?jwt=eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJzdWIiOiJhZG1pbiIsInJvbGUiOiJhZG1pbiIsImV4cCI6MTcyMzQ1MDgyOCwiaWF0IjoxNzIzMzY0NDI4LCJqdGkiOiI5Yzc3N2YwZC03NDU5LTQ3MTUtYmVkNy1mNWViYzJiNmMwOTgifQ.Y_P7L4gehl0kJwxTnwUxX8Yy502qrCHQ0hkxod58ly8

idea 控制台:
Subject: admin
Role: admin
Issue Time: Sun Aug 11 16:20:28 CST 2024
JWT ID: 9c777f0d-7459-4715-bed7-f5ebc2b6c098

###
GET http://localhost:8080/checkHeader
Content-Type: application/json
Authorization: eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJzdWIiOiJhZG1pbiIsInJvbGUiOiJhZG1pbiIsImV4cCI6MTcyMzQ1MDgyOCwiaWF0IjoxNzIzMzY0NDI4LCJqdGkiOiI5Yzc3N2YwZC03NDU5LTQ3MTUtYmVkNy1mNWViYzJiNmMwOTgifQ.Y_P7L4gehl0kJwxTnwUxX8Yy502qrCHQ0hkxod58ly8

idea 控制台:
Subject: admin
Role: admin
Issue Time: Sun Aug 11 16:20:28 CST 2024
JWT ID: 9c777f0d-7459-4715-bed7-f5ebc2b6c098

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/pingmian/51810.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

【向量数据库】Ubuntu编译安装FAISS

【向量数据库】Ubuntu编译安装FAISS

参考官方的安装指导&#xff1a;https://github.com/facebookresearch/faiss/blob/main/INSTALL.md&#xff0c;不需要安装的可以跳过 ~$ wget https://github.com/facebookresearch/faiss/archive/refs/tags/v1.8.0.tar.gz ~$ tar -zxvf v1.8.0.tar.gz ~$ cd faiss-1.8.0 ~$ …
阅读更多...
易基因：RNA修饰N4-乙酰胞苷（ac4C）的调控机制、检测方法及其在癌症中的作用最新研究进展｜新方向

易基因：RNA修饰N4-乙酰胞苷（ac4C）的调控机制、检测方法及其在癌症中的作用最新研究进展｜新方向

大家好&#xff0c;这里是专注表观组学十余年&#xff0c;领跑多组学科研服务的易基因。 N4-乙酰胞苷&#xff08;ac4C&#xff09;是一种高度保守的化学修饰&#xff0c;广泛存在于真核和原核生物RNA中&#xff0c;如tRNA、rRNA和mRNA。这种修饰与多种人类疾病显著相关&#…
阅读更多...
vuex的原理和使用方法

vuex的原理和使用方法

简介 Vuex 是 Vue.js 应用的状态管理模式&#xff0c;它为应用内的所有组件提供集中式的状态&#xff08;数据&#xff09;管理。可以帮我们管理 Vue 通用的数据 (多组件共享的数据)。 Vuex的构成 state&#xff1a;state 是 Vuex 的数据中心&#xff0c;也就是说state是用来…
阅读更多...
关于开启SQL Server服务及其防火墙的方法步骤

关于开启SQL Server服务及其防火墙的方法步骤

一、检查SQL Server服务状态 1、打开服务管理器 可以通过“控制面板” -> “管理工具” -> “服务”来打开服务窗口。或者使用快捷键Win R&#xff0c;输入services.msc后回车&#xff0c;直接打开服务窗口。 2、查找SQL Server服务 在服务列表中&#xff0c;找到与…
阅读更多...
职业院校云计算实训室建设方案全景剖析

职业院校云计算实训室建设方案全景剖析

在信息化社会的今天&#xff0c;云计算作为一项关键技术&#xff0c;正在迅速改变着教育和培训的方式。本文旨在探讨如何通过"职业院校云计算实训室建设方案"&#xff0c;为学生提供一个现代化、高效的学习和研究环境&#xff0c;以适应云计算技术的发展和市场需求。…
阅读更多...
软件测试---接口测试

软件测试---接口测试

一、接口及接口测试概念 &#xff08;1&#xff09;接口的类型 &#xff08;2&#xff09;接口测试的概念 &#xff08;3&#xff09;接口测试的原理 &#xff08;4&#xff09;接口测试的特点 &#xff08;5&#xff09;接口测试的实现方式 二、HTTP协议 &#xff08;1&#…
阅读更多...
Qt 实现抽屉效果

Qt 实现抽屉效果

1、实现效果和UI设计界面 2、工程目录 3、mainwindow.h #ifndef MAINWINDOW_H #define MAINWINDOW_H#include <QMainWindow> #include <QToolButton> #include <QPushButton> #include <vector> using namespace std;QT_BEGIN_NAMESPACE namespace…
阅读更多...
生成式：PolyGen: An Autoregressive Generative Model of 3D Meshes【附件】

生成式：PolyGen: An Autoregressive Generative Model of 3D Meshes【附件】

论文：PolyGen: An Autoregressive Generative Model of 3D Meshes OBJ坐标变换： # Transpose so that z-axis is vertical.vertices = vertices[:, [2, 0, 1]]变换前： 对应数据：
阅读更多...
C++模板（初阶）

C++模板（初阶）

1.引入 在之前的笔记中有提到&#xff1a;函数重载&#xff08;特别是交换函数&#xff08;Swap&#xff09;的实现&#xff09; void Swap(int& left, int& right) {int temp left;left right;right temp; } void Swap(double& left, double& right) {do…
阅读更多...
小程序开发_02

小程序开发_02

一、项目的基本结构 二、小程序的页面组成部分 三、json配置文件 ① project.config.json文件 作用&#xff1a;项目的配置文件&#xff0c;用来记录对小程序开发工具所作的个性化配置 ② sitemap.json 作用&#xff1a;是否允许被微信引擎搜索,不希望被搜索dis ③ app.jso…
阅读更多...
notes for datawhale summer camp chemistry task2

notes for datawhale summer camp chemistry task2

[[appendix/Task2_RNN.ipynb|Task2_RNN.ipynb]] 本次的任务是进一步了解 AI4Science 相关知识&#xff0c;然后使用深度学习的方法建模。 你可以从中&#xff1a;了解一些相关历史、了解 SMILES 和分子指纹&#xff0c;并对 RDkit 工具包有更深的认识&#xff1b;探究深度学习…
阅读更多...
基于C51和OLED12864实现贪吃蛇小游戏

基于C51和OLED12864实现贪吃蛇小游戏

引言 在微电子技术飞速发展的今天&#xff0c;单片机作为智能控制的核心&#xff0c;广泛应用于各种电子设备中。C51系列单片机以其高效、稳定的特性&#xff0c;成为众多电子爱好者和工程师的首选平台。而OLED显示屏以其轻薄、低功耗、响应速度快等优点&#xff0c;在显示设备…
阅读更多...
设计模式 策略模式（Strategy Pattern） C++表达

设计模式 策略模式（Strategy Pattern） C++表达

设计模式 策略模式&#xff08;Strategy Pattern&#xff09; C表达 flyfish 策略模式&#xff08;Strategy Pattern&#xff09;是一种行为设计模式&#xff0c;它的核心思想是将一系列相关的算法或行为封装到独立的策略类中&#xff0c;并使得这些策略可以相互替换。主要用…
阅读更多...
线性回归和逻辑回归API

线性回归和逻辑回归API

1. 线性回归&#xff08;Linear Regression&#xff09; 主要类 LinearRegression: 这是scikit-learn中用于实现线性回归的类。 用法 from sklearn.linear_model import LinearRegression# 创建模型实例 model LinearRegression()主要参数 fit_intercept: 默认为True。是…
阅读更多...
遇到的问题123

遇到的问题123

1.update:visible更新数据不生效 父组件传递的visible值不是ref定义的响应值&#xff0c;要加v-model修饰符 v-model:visible"chartsConfig.visible"
阅读更多...
测试面试宝典（三十五）—— fiddler的工作原理

测试面试宝典（三十五）—— fiddler的工作原理

Fiddler 是一款强大的 Web 调试工具&#xff0c;其工作原理主要基于代理服务器的机制。 首先&#xff0c;当您在计算机上配置 Fiddler 为系统代理时&#xff0c;客户端&#xff08;如浏览器&#xff09;发出的所有 HTTP 和 HTTPS 请求都会被导向 Fiddler。 Fiddler 接收到这些…
阅读更多...
springcloud接入seata管理分布式事务

springcloud接入seata管理分布式事务

下载安装包 链接: seata 配置seata-server 文件上传Linux解压 压缩包我放在/usr/local/seata中 tar -zxvf seata-server-2.0.0.tar.gz修改配置文件 设置nacos为注册和配置中心 进入文件夹 cd /usr/local/seata/seata/conf修改application.yml文件 ...... ...... cons…
阅读更多...
CST软件如何进行参数化扫描？

CST软件如何进行参数化扫描？

在用CST进行仿真设计的过程中&#xff0c;经常需要对某一些参数进行参数化设置&#xff0c;并对这些参数进行仿真对比。这一期&#xff0c;我们介绍下如何进行参数化扫描。 还是借用&#xff0c;之前已经对馈电位置、贴片的长和宽都进行了参数设置&#xff0c;如下图所示&…
阅读更多...
计算机网络HTTP全讲解，让你透彻掌握HTTP协议（三）http长短连接/代理/网关/缓存/内容协商机制/断点续传

计算机网络HTTP全讲解，让你透彻掌握HTTP协议（三）http长短连接/代理/网关/缓存/内容协商机制/断点续传

HTTP HTTP的长连接与短连接短链接长链接HTTP代理代理的作用HTTP网关web网关常见的网关类型HTTP缓存HTTP缓存头部字段HTTP缓存工作方式缓存改进方案cdn缓存工作方式浏览器操作对http缓存的影响HTTP内容协商机制客户端驱动服务器驱动请求首部集近似匹配透明协商断点续传和多线程下…
阅读更多...
深拷贝——JSON.stringify()序列化和JSON.prase()反序列化

深拷贝——JSON.stringify()序列化和JSON.prase()反序列化

为什么要使用深拷贝&#xff1f; 1、简单理解 JSON.parse() 和 JSON.stringify() 是 JavaScript 中用于处理 JSON 数据的两个内置方法 使用深拷贝的主要原因是为了创建一个对象或数组的完全独立副本&#xff0c;这样对副本的任何更改都不会影响到原始数据。 在 JavaScript …
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023