全栈之路-小程序API-JWT令牌详细剖析与使用

JSON Web Token(JWT)是目前最流行的跨域身份验证解决方案。通过客户端保存数据,而服务器根本不保存会话数据,每个请求都被发送回服务器。 JWT是这种解决方案的代表。

一、跨域身份验证

1、Internet服务无法与用户身份验证分开。一般过程如下:

(1)用户向服务器发送用户名和密码。

(2)验证服务器后,相关数据(如用户角色,登录时间等)将保存在当前会话中。

(3)服务器向用户返回session_id,session信息都会写入到用户的Cookie。

(4)用户的每个后续请求都将通过在Cookie中取出session_id传给服务器。

(5)服务器收到session_id并对比之前保存的数据,确认用户的身份。

2、此模式存在的问题

这种模式最大的问题是,没有分布式架构,无法支持横向扩展。如果使用一个服务器,该模式完全没有问题。

但是,如果它是服务器群集或面向服务的跨域体系结构的话,则需要一个统一的session数据库库来保存会话数据实现共享,这样负载均衡下的每个服务器才可以正确的验证用户身份。

在分布式的情况下,jwt令牌的这种解决方案是比较优雅的,只是通过客户端保存数据,而服务器根本不保存会话数据,每个请求都被发送回服务器,jwt验证模式流程图如下:

全栈之路-小程序API-JWT令牌详细剖析与使用

 注意:图片来源网络

 二、jwt详解

(注意:jwt详解的内容来自 https://baijiahao.baidu.com/s?id=1608021814182894637&wfr=spider&for=pc 什么鬼,我怎么会引用百家号的内容!!!)

1、jwt的原则

JWT的原则是在服务器身份验证之后,将生成一个JSON对象并将其发送回用户,之后,当用户与服务器通信时,客户在请求中发回JSON对象。服务器仅依赖于这个JSON对象来标识用户。为了防止用户篡改数据,服务器将在生成对象时添加签名(有关详细信息,请参阅下文)。服务器不保存任何会话数据,即服务器变为无状态,使其更容易扩展

2、jwt的数据结构

一个jwt的由三部分构成,此对象为一个很长的字符串,字符之间通过"."分隔符分为三个子串。注意JWT对象为一个长字串,各字串之间也没有换行符,此处为了演示需要,我们特意分行并用不同颜色表示了。每一个子串表示了一个功能块,总共有以下三个部分:

jwt的三个部分如下。jwt头、有效载荷和签名,将它们写成一行,如下:

全栈之路-小程序API-JWT令牌详细剖析与使用

 注意:图片来源于网络

(1)jwt头

JWT头部分是一个描述JWT元数据的JSON对象,通常如下所示:

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

在上面的代码中,alg属性表示签名使用的算法,默认为HMAC SHA256(写为HS256);typ属性表示令牌的类型,JWT令牌统一写为JWT。

最后,使用Base64 URL算法将上述JSON对象转换为字符串保存。

(2)有效载荷

有效载荷部分,是JWT的主体内容部分,也是一个JSON对象,包含需要传递的数据。 JWT指定七个默认字段供选择。

  iss:发行人

  exp:到期时间

  sub:主题

  aud:用户

  nbf:在此之前不可用

  iat:发布时间

  jti:JWT ID用于标识该JWT

除以上默认字段外,我们还可以自定义私有字段,如下例:

{"sub": "1234567890","name": "chongchong","admin": true}

请注意,默认情况下JWT是未加密的,任何人都可以解读其内容,因此不要构建隐私信息字段,存放保密信息,以防止信息泄露。

JSON对象也使用Base64 URL算法转换为字符串保存。

(3)签名哈希

签名哈希部分是对上面两部分数据签名,通过指定的算法生成哈希,以确保数据不会被篡改。

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