JWT原理

---

JWT原理

---

目录

• JWT原理
  • 1、COOKIE使用和优缺点
    • 1.1、cookie原理：用户名+密码
    • 1.2、session使用原理
    • 1.3、session使用缺点
    • 1.4、常用解决session方法
  • 2、JWT介绍
    • 2.1、jwt原则
    • 2.2、JWT的数据结构
    • 2.3、jwt核心
    • 2.4、jwt特点分析

---

1、COOKIE使用和优缺点

1.1、cookie原理：用户名+密码

• cookie是保存在用户浏览器端，用户名和密码等明文信息
  

1.2、session使用原理

• session是存储在服务器端的一段字符串，相当于字段Key
  

• 用户向服务器发送用户名和密码。

• 验证码服务器后、相关数据（如用户角色，登陆时间等）将保存在当前会话中。

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

• 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

• 服务器收到session_id并对比之前保存的数据，确定用户的身份

1.3、session使用缺点

• 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
• 但是如果他是服务器集群或面相服务的跨域体系结构的话，则需要一个统一的session数据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使用户身份
  

1.4、常用解决session方法

• 一种解决方案是通过持久化session数据，写入数据库或文件持久层等
• 收到请求后，验证服务从持久层请求数据
• 依赖于持久层的数据库或者问题系统，会有单点风险，如果持久层失败，整个体系都会挂掉
  

2、JWT介绍

2.1、jwt原则

• 最简单理解：jwt本质就是吧用户信息通过加密后生成一个字符串

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
{
    "UserName":"Chonghong",
    "Role":"Admin",
    "Exprie":"2018-08-08 20:15:56"
}

之后，当该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对象来表示用户。
为了防止用户篡改数据，服务器将在生成对象时添加签名
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

2.2、JWT的数据结构

• jwt头：JWT头部分是一个表述JWT元数据的JSON对象
• 有效载荷：七个默认字段+自定义私有字段
• 签名=HMACSHA256(base64UrlEncode(header) +"."+ base64UrlEncode(oayload),secret))
  

第一部分：jwt头

• base64UrlEncode（header）--> 字符串

# 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"
}
# 1) alg属性表示签名使用的算法，默认为HMAC SHA2 56（写为HS256）
# 2） typ属性表示令牌属性，JWT令牌统一写为JWT。
# 3） 最后，使用Base64 URL算法将上述JSON对象转换为字符串保存

第二部分：有效荷载 没有铭感数据的用户信息

• base64UrlEncode(payload)--->字符串

# 1、有效荷载部分，是JWT的主题内容部分，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：在此之前不可以
iat：发布时间
jti：JWT ID用于表示该JWT

'''
# 2、除以以上默认字段，我们还可以自定义私有字段，如下列：
{
    "sub":"123456",
    'name':'chongchong',
    'admin':true
}

# 3、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

第三部分：签名哈希

• 签名=HMACSHA256(base64UrlEncode(header) +"."+ base64UrlEncode(oayload),secret))

# 1.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。
# 2.首先，需要指定一个密码（secret），该密码仅仅为保存在服务器中，并且不能像用户公开。
# 3.然后使用户标头中指定的签名算法（默认为HMAC SHA256）根据以下公式生成签名
# 4 HMACSHA256(base64UrlEncode(header)+'.'+ base64UrlEncode(payload),secret)
# 5.在计算出签名哈希后，JWT头，又效荷载和签名哈希的三部分组成一个字符串，每个字符串用‘.’分割，就构成整个JWT对象

2.3、jwt核心

• 给用户办法的token值相当于一把锁，服务器的秘钥相当于一把钥匙。
• 每次客户端请求都会携带这把锁，服务器端用秘钥去开这把锁，若无法打开就证明是伪造的

2.4、jwt特点分析

• JWT的最大缺点是服务器不保存会话状态，所以在使用期间不可能取消令牌或更改令牌的权限，一旦JWT签发，在有效期内将会一直有效
• JWT本身包含认证信息，因此一旦信息泄露，任何人都可以获得令牌的虽有权限
• 为了减少盗用和窃取，JWT不建议使用HTTP协议来传输代码，而是使用加密的HTTPS协议进行传输
• JWT不仅可用于认证，还可用与信息交换，善用jwt有助于减少服务器请求数据库的次数