JSON Web Token(JWT)是目前最流行的跨域身份验证解决方案。
JWT的官网地址:https://jwt.io/
通俗地来讲,JWT是能代表用户身份的令牌,可以使用JWT令牌在api接口中校验用户的身份以确认用户是否有访问api的权限。
JWT中包含了身份认证必须的参数以及用户自定义的参数,JWT可以使用秘密(使用HMAC算法)或使用RSA或ECDSA的公钥/私钥对进行签名。
【什么时候应该使用JSON Web令牌?】
授权:这是使用JWT的最常见方案。一旦用户登录,每个后续请求将包括JWT,允许用户访问该令牌允许的路由,服务和资源。Single Sign On是一种现在广泛使用JWT的功能,因为它的开销很小,并且能够在不同的域中轻松使用。
信息交换:JSON Web令牌是在各方之间安全传输信息的好方法。因为JWT可以签名 - 例如,使用公钥/私钥对 - 您可以确定发件人是他们所说的人。此外,由于使用标头和有效负载计算签名,您还可以验证内容是否未被篡改。
【JWT有什么优势?】
用户向服务器发送用户名和密码。
服务器验证通过后,在当前对话(session)里面保存相关数据,比如用户角色、登录时间等等。
服务器向用户返回一个 session_id,写入用户的 Cookie。
用户随后的每一次请求,都会通过 Cookie,将 session_id 传回服务器。
服务器收到 session_id,找到前期保存的数据,由此得知用户的身份。
这种模式的问题在于,扩展性(scaling)不好。单机当然没有问题,如果是服务器集群,或者是跨域的服务导向架构,就要求 session 数据共享,每台服务器都能够读取 session。如果session存储的节点挂了,那么整个服务都会瘫痪,体验相当不好,风险也很高。
相比之下,JWT的实现方式是将用户信息存储在客户端,服务端不进行保存。每次请求都把令牌带上以校验用户登录状态,这样服务就变成了无状态的,服务器集群也很好扩展。
【JWT令牌结构】
在紧凑的形式中,JSON Web Tokens由dot(.)分隔的三个部分组成,它们是:
Header 头
Payload 有效载荷
Signature 签名
因此,JWT通常如下所示:
xxxxx.yyyyy.zzzzz
1.Header 头
标头通常由两部分组成:令牌的类型,即JWT,以及正在使用的签名算法,例如HMAC SHA256或RSA。
例如:
{ "alg": "HS256", "typ": "JWT" }
然后,这个JSON被编码为Base64Url,形成JWT的第一部分。
2.Payload有效载荷
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。例如:
{ "sub": "1234567890", "name": "John Doe", "admin": true }
注意,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。
3.Signature 签名
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)
签名用于验证消息在此过程中未被更改,并且,在使用私钥签名的令牌的情况下,它还可以验证JWT的发件人是否是它所声称的人。
把他们三个全部放在一起
输出是三个由点分隔的Base64-URL字符串,可以在HTML和HTTP环境中轻松传递,而与基于XML的标准(如SAML)相比更加紧凑。
下面显示了一个JWT,它具有先前的头和有效负载编码,并使用机密签名。
如果您想使用JWT并将这些概念付诸实践,您可以使用jwt.io Debugger来解码,验证和生成JWT。
【JSON Web令牌如何工作?】