token的组成和使用

灰太狼 2020-11-14 17:17 885阅读 0赞

本文你能学到什么？
    
token的组成 
token串的生成流程。 
token在客户端与服务器端的交互流程 
Token的优点和思考 
参考代码：核心代码使用参考，不是全部代码
    
JWT token的组成
    
头部（Header），格式如下： 
    { 
    “typ”: “JWT”, 
    “alg”: “HS256” 
    } 
由上可知，该token使用HS256加密算法，将头部使用Base64编码可得到如下个格式的字符串：
    
    eyJhbGciOiJIUzI1NiJ91
    
有效载荷（Playload）： 
    {  
      “iss”: “Online JWT Builder”,  
      “iat”: 1416797419,  
      “exp”: 1448333419,  
          ……. 
      “userid”:10001 
    } 
有效载荷中存放了token的签发者（iss）、签发时间（iat）、过期时间（exp）等以及一些我们需要写进token中的信息。有效载荷也使用Base64编码得到如下格式的字符串：
    
eyJ1c2VyaWQiOjB91
    
签名（Signature）： 
将Header和Playload拼接生成一个字符串str=“eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1c2VyaWQiOjB9”，使用HS256算法和我们提供的密钥（secret,服务器自己提供的一个字符串）对str进行加密生成最终的JWT，即我们需要的令牌（token），形如：str.”签名字符串”。
    
token在服务与客户端的交互流程
    
1：客户端通过用户名和密码登录 
2：服务器验证用户名和密码，若通过，生成token返回给客户端。 
3：客户端收到token后以后每次请求的时候都带上这个token，相当于一个令牌，表示我有权限访问了 
4：服务器接收（通常在拦截器中实现）到该token，然后验证该token的合法性（为什么能验证下面说）。若该token合法，则通过请求，若token不合法或者过期，返回请求失败。
    
    
    
关于Token的思考
    
服务如何判断这个token是否合法？ 
由上面token的生成可知，token中的签名是由Header和有效载荷通过Base64编码生成再通过加密算法HS256和密钥最终生成签名，这个签名位于JWT的尾部，在服务器端同样对返回过来的JWT的前部分再进行一次签名生成，然后比较这次生成的签名与请求的JWT中的签名是否一致，若一致说明token合法。由于生成签名的密钥是服务器才知道的，所以别人难以伪造。
    
token中能放敏感信息吗？ 
不能，因为有效载荷是经过Base64编码生成的，并不是加密。所以不能存放敏感信息。
    
    
    
Token的优点
    
（1）相比于session，它无需保存在服务器，不占用服务器内存开销。 
（2）无状态、可拓展性强：比如有3台机器（A、B、C）组成服务器集群，若session存在机器A上，session只能保存在其中一台服务器，此时你便不能访问机器B、C，因为B、C上没有存放该Session，而使用token就能够验证用户请求合法性，并且我再加几台机器也没事，所以可拓展性好就是这个意思。 
（3）由（2）知，这样做可就支持了跨域访问。
    
    
    
Java实例:JWT token使用
    
部分代码来自互联网，找不到原作者了。。 
编写JWT(Java Web Token）操作类:JavaWebToken
    
    
    
    public class JavaWebToken {
    
        private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(JavaWebToken.class);
    
        //该方法使用HS256算法和Secret:bankgl生成signKey
        private static Key getKeyInstance() {
            //We will sign our JavaWebToken with our ApiKey secret
            SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;
            byte[] apiKeySecretBytes = DatatypeConverter.parseBase64Binary("bankgl");
            Key signingKey = new SecretKeySpec(apiKeySecretBytes, signatureAlgorithm.getJcaName());
            return signingKey;
        }
    
        //使用HS256签名算法和生成的signingKey最终的Token,claims中是有效载荷
        public static String createJavaWebToken(Map<String, Object> claims) {
            return Jwts.builder().setClaims(claims).signWith(SignatureAlgorithm.HS256, getKeyInstance()).compact();
        }
    
        //解析Token，同时也能验证Token，当验证失败返回null
        public static Map<String, Object> parserJavaWebToken(String jwt) {
            try {
                Map<String, Object> jwtClaims =
                        Jwts.parser().setSigningKey(getKeyInstance()).parseClaimsJws(jwt).getBody();
                return jwtClaims;
            } catch (Exception e) {
                log.error("json web token verify failed");
                return null;
            }
        }
    }123456789101112131415161718192021222324252627282930
    
编写登录Conreoller，在服务器端给客户返回token.
    
    
    
    public LoginStatusMessage checkUserAndPassword(
        @RequestParam(value="username",required=true) String username,
        @RequestParam(value="password",required=true) String password,User user,HttpServletRequest request) throws Exception{
            User u = new User();
            //登录成功
            if((u = userService.checkUsernameAndPassword(user)) != null){
                Map<String,Object> m = new HashMap<String,Object>();
                m.put("userid", user.getUserid());
                String token = JavaWebToken.createJavaWebToken(m);
                System.out.println(token);
                LoginStatusMessage lsm = new LoginStatusMessage();
                lsm.setUser(u);
                lsm.setToken(token);
                return lsm;
            };
            //登录失败，返回Null
            return null;
        }123456789101112131415161718
    
在拦截器中对请求中的Token验证（部分代码，表示下意思）：
    
    
    
    String token = request.getParameter("token");
                if(JavaWebToken.parserJavaWebToken(token) != null){
                    //表示token合法
                    return true;
                }else{
                    //token不合法或者过期
                    return false;
                }
    
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