在Java中使用Jwt

迈不过友情╰ 2021-09-21 23:18 333阅读 0赞

### 目录 ###

*  JWT 特点
 *  1. JWT 的原理
 *  2. JWT 的数据结构
 *   *  2.1 Header
     *  2.2 Payload
     *  2.3 Signature
 *  3. 在 Java 中使用

# JWT 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。

# 1. JWT 的原理 #

Jwt官网：[https://jwt.io/][https_jwt.io]

JWT 的原理是，服务器认证以后，生成一个 JSON 对象，发回给用户，就像下面这样。

{ 
      "name": "John Doe",
      "角色": "管理员",
      "到期时间": "2018年7月1日0点0分"
    }

以后，用户与服务端通信的时候，都要发回这个 JSON 对象。服务器完全只靠这个对象认定用户身份。为了防止用户篡改数据，服务器在生成这个对象的时候，会加上签名（详见后文）。

服务器就不保存任何 session 数据了，也就是说，服务器变成无状态了，从而比较容易实现扩展。

# 2. JWT 的数据结构 #

JWT 大概就像下面这样。

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.
    eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4
    gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.
    SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

它是一个很长的字符串，中间用点（`.`）分隔成三个部分。注意，JWT 内部是没有换行的，这里只是为了便于展示，将它写成了几行。

JWT 的三个组成部分依次如下。

· Header（头部）
    · Payload（负载）
    · Signature（签名）
    
    # 写成一行，就是下面的样子
    Header.Payload.Signature

## 2.1 Header ##

Header 部分是一个 JSON 对象，描述 JWT 的元数据，通常是下面的样子。

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

上面代码中，alg属性表示签名的算法（algorithm），默认是 HMAC SHA256（写成 HS256）；typ属性表示这个令牌（token）的类型（type），JWT 令牌统一写为JWT。

最后，将上面的 JSON 对象使用 Base64URL 算法转成字符串。

## 2.2 Payload ##

Payload 部分也是一个 JSON 对象，用来存放实际需要传递的数据。JWT 规定了7个官方字段，供选用。

*  iss (issuer)：签发人
 *  exp (expiration time)：过期时间
 *  sub (subject)：主题
 *  aud (audience)：受众
 *  nbf (Not Before)：生效时间
 *  iat (Issued At)：签发时间
 *  jti (JWT ID)：编号

除了官方字段，你还可以在这个部分定义私有字段，下面就是一个例子

{ 
      "sub": "1234567890",
      "name": "John Doe",
      "admin": true
    }

JWT 默认是不加密的，任何人都可以读到，所以不要把秘密信息放在这个部分。

这个 JSON 对象也要使用 Base64URL 算法转成字符串。

## 2.3 Signature ##

Signature 部分是对前两部分的签名，防止数据篡改。

首先，需要指定一个密钥（secret）。这个密钥只有服务器才知道，不能泄露给用户。然后，使用 Header 里面指定的签名算法（默认是 HMAC SHA256），按照下面的公式产生签名。

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

算出签名以后，把 Header、Payload、Signature 三个部分拼成一个字符串，每个部分之间用"点"（`.`）分隔，就可以返回给用户。

# 3. 在 Java 中使用 #

依赖，这里使用的是 `jjwt`

<dependency>
    	<groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    	<artifactId>jjwt</artifactId>
    	<version>0.9.1</version>
    </dependency>

使用

class DemoApplicationTests { 
    	// 加盐秘钥
    	private String secret = "jwtSecretValue";
    
    	public static void main(String[] args) { 
    		// 创建token
    		String token = this.createToken(20);
    // String token = "eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.L1cCfQpCSzPOrxbHVqiMaT8ndRlZd2PuHzYE2TIqUA0";
    		System.out.println("token --> " + token);
    
    		// 解析token
    		this.parseToken(token);
    	}
    
    	// 创建token
    	public String createToken(Integer time) { 
    		// 过期时间, 默认10秒过期
    		time = time == null ? 10 : time;
    		long l = new Date().getTime() + time * 1000;
    		Date expire = new Date(l);
    
    		// 自定义信息
    		Map<String, Object> map = new HashMap<>();
    		map.put("name", "admin");
    
    		JwtBuilder claim = Jwts.builder()
    				// 设置签名算法和加盐秘钥
    				.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, secret)
    				// 设置过期时间
    				.setExpiration(expire)
    				// 自定义内容接受一个map
    				.setClaims(map)
    				// 唯一id {"id": "9527"}
    				.setId("9527")
    				// JWT的主体 {"sub": "jwtSubject"}
    				.setSubject("jwtSubject")
    				// jwt的签发时间 {"iat": "1618383146"}
    				.setIssuedAt(new Date());
    				// 自定义内容{"name": "admin"}
    // .claim("name", "admin");
    
    		String token = claim.compact();
    
    		// 解析token, jwt是经过Base64编码的
    // String[] ts = token.split("\\.");
    // for (String s : ts) { 
    // System.out.print(s + " --> ");
    // System.out.println(Base64Codec.BASE64.decodeToString(s));
    // }
    // System.out.println("===============================");
    
    		return token;
    	}
    
    	// 解析token
    	public void parseToken(String token) { 
    		System.out.println("====================开始解析JWT====================");
    
    		System.out.println("token --> " + token);
    		try { 
    			Claims body = Jwts.parser()
    					// 签名秘钥
    					.setSigningKey(secret)
    					// 要解析的jwt
    					.parseClaimsJws(token)
    					.getBody();
    
    			System.out.println("id --> " + body.getId());
    			System.out.println("sub --> " + body.getSubject());
    			System.out.println("自定义内容 name --> " + body.get("name"));
    			System.out.println("iat 创建时间 --> " + body.getIssuedAt());
    			Date expiration = body.getExpiration();
    			System.out.print("过期时间 --> ");
    			System.out.println(expiration == null ? expiration : expiration.toLocaleString());
    		} catch (Exception e) { 
    			e.printStackTrace();
    			System.out.println("无效Token");
    		}
    		System.out.println("====================JWT解析结束====================");
    	}
    }

[https_jwt.io]: https://jwt.io/