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JSON Web Token JWT介绍

7520 开源 | 2021-3-24

Json web token (JWT), 是为了在网络应用环境间传递声明而执行的一种基于JSON的开放标准((RFC 7519).该token被设计为紧凑且安全的,特别适用于分布式站点的单点登录(SSO)场景。JWT的声明一般被用来在身份提供者和服务提供者间传递被认证的用户身份信息,以便于从资源服务器获取资源,也可以增加一些额外的其它业务逻辑所必须的声明信息,该token也可直接被用于认证,也可被加密。



JWT官网: https://jwt.io/ 

JWT(Java版)的github地址:https://github.com/jwtk/jjwt 


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。


优点

1.简洁(Compact): 可以通过URL,POST参数或者在HTTP header发送,因为数据量小,传输速度也很快

2.自包含(Self-contained):负载中包含了所有用户所需要的信息,避免了多次查询数据库

3.因为Token是以JSON加密的形式保存在客户端的,所以JWT是跨语言的,原则上任何web形式都支持。

4.不需要在服务端保存会话信息,特别适用于分布式微服务。


JWT的结构

JWT是由三段信息构成的,将这三段信息文本用.连接一起就构成了JWT字符串。

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJhdWQiOiIwIn0.5dWGdyLwQ2-ji7Ri-rJ7OjPC0Q4FsP-74MRYwM005lc

第一部分我们称它为头部(header),第二部分我们称其为载荷(payload, 类似于飞机上承载的物品),第三部分是签证(signature).


header部分jwt的头部承载两部分信息:

声明类型,这里是jwt

声明加密的算法 通常直接使用 HMAC SHA256

完整的头部就像下面这样的JSON:

{  'typ': 'JWT',  'alg': 'HS256'}

然后将头部进行base64加密(该加密是可以对称解密的),构成了第一部分

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9


Payload载荷就是存放有效信息的地方,有效信息包含三个部分:

1.标准中注册的声明

2.公共的声明

3.私有的声明

标准中注册的声明 (建议但不强制使用) :

iss: jwt签发者

sub: 面向的用户(jwt所面向的用户)

aud: 接收jwt的一方

exp: 过期时间戳(jwt的过期时间,这个过期时间必须要大于签发时间)

nbf: 定义在什么时间之前,该jwt都是不可用的.

iat: jwt的签发时间

jti: jwt的唯一身份标识,主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。

公共的声明 :

公共的声明可以添加任何的信息,一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息.但不建议添加敏感信息,因为该部分在客户端可解密.

私有的声明 :

私有声明是提供者和消费者所共同定义的声明,一般不建议存放敏感信息,因为base64是对称解密的,意味着该部分信息可以归类为明文信息。


Signature是jwt的第三部分是一个签证信息:

这个部分需要base64加密后的header和base64加密后的payload使用.连接组成的字符串,然后通过header中声明的加密方式进行加盐secret组合加密,然后就构成了jwt的第三部分。

密钥secret是保存在服务端的,服务端会根据这个密钥进行生成token和进行验证,所以需要保护好。


JWT 的几个特点

(1)JWT 默认是不加密,但也是可以加密的。生成原始 Token 以后,可以用密钥再加密一次。

(2)JWT 不加密的情况下,不能将秘密数据写入 JWT。

(3)JWT 不仅可以用于认证,也可以用于交换信息。有效使用 JWT,可以降低服务器查询数据库的次数。

(4)JWT 的最大缺点是,由于服务器不保存 session 状态,因此无法在使用过程中废止某个 token,或者更改 token 的权限。也就是说,一旦 JWT 签发了,在到期之前就会始终有效,除非服务器部署额外的逻辑。

(5)JWT 本身包含了认证信息,一旦泄露,任何人都可以获得该令牌的所有权限。为了减少盗用,JWT 的有效期应该设置得比较短。对于一些比较重要的权限,使用时应该再次对用户进行认证。

(6)为了减少盗用,JWT 不应该使用 HTTP 协议明码传输,要使用 HTTPS 协议传输。


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