我愛java系列之---【JWT實現微服務鑒權（一）】

JWT介紹

JSON Web Token（JWT）是一個非常輕巧的規范。這個規范允許我們使用JWT在用戶和服務器之間傳遞安全可靠的信息。

一個JWT實際上就是一個字符串，它由三部分組成，頭部、載荷與簽名。

頭部（Header）

頭部用於描述關於該JWT的最基本的信息，例如其類型以及簽名所用的算法等。這也可以被表示成一個JSON對象。

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

在頭部指明了簽名算法是HS256算法。 我們進行BASE64編碼http://base64.xpcha.com/，編碼后的字符串如下：

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9

小知識：Base64是一種基於64個可打印字符來表示二進制數據的表示方法。由於2的6次方等於64，所以每6個比特為一個單元，對應某個可打印字符。三個字節有24個比特，對應於4個Base64單元，即3個字節需要用4個可打印字符來表示。JDK 中提供了非常方便的 BASE64Encoder 和 BASE64Decoder，用它們可以非常方便的完成基於 BASE64 的編碼和解碼

載荷（playload）

載荷就是存放有效信息的地方。這個名字像是特指飛機上承載的貨品，這些有效信息包含三個部分

（1）標准中注冊的聲明（建議但不強制使用）

iss: jwt簽發者
sub: jwt所面向的用戶
aud: 接收jwt的一方
exp: jwt的過期時間，這個過期時間必須要大於簽發時間
nbf: 定義在什么時間之前，該jwt都是不可用的.
iat: jwt的簽發時間
jti: jwt的唯一身份標識，主要用來作為一次性token。

（2）公共的聲明

公共的聲明可以添加任何的信息，一般添加用戶的相關信息或其他業務需要的必要信息.但不建議添加敏感信息，因為該部分在客戶端可解密.

（3）私有的聲明

私有聲明是提供者和消費者所共同定義的聲明，一般不建議存放敏感信息，因為base64是對稱解密的，意味着該部分信息可以歸類為明文信息。

這個指的就是自定義的claim。比如前面那個結構舉例中的admin和name都屬於自定的claim。這些claim跟JWT標准規定的claim區別在於：JWT規定的claim，JWT的接收方在拿到JWT之后，都知道怎么對這些標准的claim進行驗證(還不知道是否能夠驗證)；而private claims不會驗證，除非明確告訴接收方要對這些claim進行驗證以及規則才行。

定義一個payload:

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

然后將其進行base64加密，得到Jwt的第二部分。

eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9

簽證（signature）

jwt的第三部分是一個簽證信息，這個簽證信息由三部分組成：

header (base64后的)

payload (base64后的)

secret

這個部分需要base64加密后的header和base64加密后的payload使用.連接組成的字符串，然后通過header中聲明的加密方式進行加鹽secret組合加密，然后就構成了jwt的第三部分。

TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

將這三部分用.連接成一個完整的字符串,構成了最終的jwt:

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

注意：secret是保存在服務器端的，jwt的簽發生成也是在服務器端的，secret就是用來進行jwt的簽發和jwt的驗證，所以，它就是你服務端的私鑰，在任何場景都不應該流露出去。一旦客戶端得知這個secret, 那就意味着客戶端是可以自我簽發jwt了。

JJWT簽發與驗證token

JJWT是一個提供端到端的JWT創建和驗證的Java庫。永遠免費和開源(Apache License，版本2.0)，JJWT很容易使用和理解。它被設計成一個以建築為中心的流暢界面，隱藏了它的大部分復雜性。

官方文檔：

https://github.com/jwtk/jjwt

JWT的快速入門：

1 創建token

 

（1）新建項目中的pom.xml中添加依賴：

<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>0.9.0</version>
</dependency>

(2) 創建測試類，代碼如下

public class TestJWT {
    //這是我們的密鑰，加密和解密都需要使用
    private final static String keywords="itcast";
    @Test
    public void testCreate(){
        long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
        //創建jwt
        JwtBuilder builder = Jwts.builder()
                            .setId(UUID.randomUUID().toString())  //設置唯一編號
                            .setSubject("菜鳥攻城獅") //設置主題 可以是JSON數據
                            .setIssuedAt(new Date())  //設置簽發日期
                            .setExpiration(new Date(currentTimeMillis+50000)) //設置過期時間
　　　　　　　　　　　　　　　　　.claim("roles","管理員"）//自定義claim，設置角色
　　　　　　　　　　　　　　　　  .signWith(SignatureAlgorithm.HS256,keywords);//設置簽名  使用HS256算法，並設置SecretKey（字符串）

//構建 並返回一個字符串
 System.out.println(builder.compact()); }

運行打印結果：

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDQxODF9.ThecMfgYjtoys3JX7dpx3hu6pUm0piZ0tXXreFU_u3Y

再次運行，會發現每次運行的結果是不一樣的，因為我們的載荷中包含了時間。

2 解析token

我們剛才已經創建了token ，在web應用中這個操作是由服務端進行然后發給客戶端，客戶端在下次向服務端發送請求時需要攜帶這個token（這就好像是拿着一張門票一樣），那服務端接到這個token 應該解析出token中的信息（例如用戶id）,根據這些信息查詢數據庫返回相應的結果。

 

@Test
    public void testParser(){

        String compactJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI5ODEwNjZkNS1kOTkwLTQ1NWQtOWJhNy0zNGYyZjlhNjA2ODYiLCJzdWIiOiLpu5HpqaznqIvluo_lkZgiLCJpYXQiOjE1NjU2ODM4MDcsImV4cCI6MTU2NTY4Mzg1NX0.efXeiB1EcXPjRO-ZkE7Xm2gvhY7EUd-uLiUFFZkJ0YE";
        Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey(keywords).parseClaimsJws(compactJwt).getBody();
        System.out.println(claims);
    }

運行打印效果：

{jti=888, sub=小白, iat=1557904181}

試着將token或簽名秘鑰篡改一下，會發現運行時就會報錯，所以解析token也就是驗證token.當前時間超過過期時間，則會報錯。

4 自定義claims

我們剛才的例子只是存儲了id和subject兩個信息，如果你想存儲更多的信息（例如角色）可以定義自定義claims。

創建測試類，並設置測試方法：

創建token:代碼都寫在上邊了，標紅的claim就是。