Python 使用rsa類庫基於RSA256算法生成JWT

JWT簡介

JWT(Json web token)，是為了在網絡應用環境間傳遞聲明而執行的一種基於JSON的開放標准。JWT提供了一種簡單、安全的身份認證方法，特別適合分布式站點單點登錄、或者是簽名。

JWT構成

JWT是由3部分信息組成，分別為header，payload，signature，組合形式為：header.payload.signature（注意：這里的header，payload，signature都是經過base64加密的值）

header

格式如下：

{
  'typ': 'JWT', # 聲明類型
  'alg': 'RS256' # 聲明加密算法 # RSA Signature withSHA-256
}

要構成JWT組成部分之前，需要對其進行base64加密，得到一字符串，形如：eyJ0eXAiOiAiSldUIiwgImFsZyI6ICJSUzI1NiJ9

payload

payload用於存放有效信息，可划分為三部分。

• 標准聲明

• 公共聲明

• 私有聲明

標准聲明(建議但不強制使用)

• iss：issue，JWT簽發者

• sub：subject，主題

• aud：audience，受眾，該JWT所面向的用戶

• exp： JWT過期時間戳，單位秒，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簽發時間

• jti：JWT的唯一身份標識，主要用來作為一次性token，從而避免重放攻擊。

公共聲明

公共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。一般不建議添加敏感信息，因為該部分在客戶端可解密。

私有聲明

私有聲明是提供者和消費者所共同定義的聲明，一般不建議添加敏感信息，因為該部分在客戶端也是可解密。

格式如下

{
    "iss":"shouke", 
    "sub":"test_subject",  
    "aud":"tester",    
    "iat":1624499492,
    "exp":1624535491, 
    "jti":"8NLazrgnXpAvmHA6eybETH7RT8sUWbag",   
    "username":"shouke",
    "hobby":"unknow"
}

同header一樣，要構成JWT組成部分之前，需要對其進行base64加密，得到一字符串，形如：

eyJpc3MiOiAiY2Fzc21hbGwuY29tIiwgInN1YiI6ICJtYW5keSIsICJhdWQiOiAiY2Fzc21hbGwiLCAiaWF0IjogMTYyNTI4NzIzNSwgImV4cCI6IDE2NTY4MjMyMzUsICJqdGkiOiAiSmVRbUxqUlpaR0hjVEh1ZE5FdWRiUyIsICJ1c2VybmFtZSI6ICJzaG91a2UiLCAiaG9iYnkiOiAidW5rbm93In0=

signature

header，payload構成了signature基礎信息，格式為：header.payload，其中header和payload，也是base64加密后的值。

構成JWT組成部分之前，需要采用header中alg配置對應的算法，對上述基礎信息進行加密，然后對加密結果進行base64編碼,得到最終的signature。

L1THOR4+gsksnDzwjGDsVCjvwlO7NBRdC6cVHAy1pycUGBugE6UM6mj/So1QRivVOyzk/OafHg9KpsR3/93SJ4SJXIyYhLaJXfIH+6tvi9Z72h6A2ko2AT//gfdtAtTJEMAF8rlsuu58FgYSQn2GjCIgn8oRNyX5S4w5Zmz+cJk=

最后，將以上三部分用.連接起來，得到JWT，如下

eyJ0eXAiOiAiSldUIiwgImFsZyI6ICJSUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiAiY2Fzc21hbGwuY29tIiwgInN1YiI6ICJtYW5keSIsICJhdWQiOiAiY2Fzc21hbGwiLCAiaWF0IjogMTYyNTI4NzIzNSwgImV4cCI6IDE2NTY4MjMyMzUsICJqdGkiOiAiSmVRbUxqUlpaR0hjVEh1ZE5FdWRiUyIsICJ1c2VybmFtZSI6ICJzaG91a2UiLCAiaG9iYnkiOiAidW5rbm93In0=.L1THOR4+gsksnDzwjGDsVCjvwlO7NBRdC6cVHAy1pycUGBugE6UM6mj/So1QRivVOyzk/OafHg9KpsR3/93SJ4SJXIyYhLaJXfIH+6tvi9Z72h6A2ko2AT//gfdtAtTJEMAF8rlsuu58FgYSQn2GjCIgn8oRNyX5S4w5Zmz+cJk=

代碼實現

import rsa

import base64
import json
import shortuuid
from datetime import datetime, timedelta
def make_jwt():
    header = { 'typ': 'JWT',  # 令牌類型
               'alg': 'RS256' # 使用的算法 # RSA Signature withSHA-256
             }

    header = base64.b64encode(json.dumps(header).encode()).decode() # encode  decode 默認使用utf-8
    print(header)
    payload = {
        "iss":"cassmall.com",
        "sub":"mandy",
        "aud":"cassmall",
        "iat":int(datetime.now().timestamp()),
        "exp":int((datetime.now()+ timedelta(seconds=31536000)).timestamp()), # JWT過期時間戳，單位秒
        "jti":shortuuid.uuid(),
        "username":"shouke",
        "hobby":"unknow"
    }
    payload = base64.b64encode(json.dumps(payload).encode()).decode()
    print(payload)
    signature = genrate_signature(1024, '{header}.{payload}'.format(header=header, payload=payload).encode('utf-8'), 'SHA-256')
    print(signature)

    return '{header}.{payload}.{signature}'.format(header=header,
                                                      payload=payload,
                                                      signature=signature)


def genrate_signature(nbits, message, hash_method):
    (pubkey, privkey) = rsa.newkeys(nbits)
    if not isinstance(message, bytes):
        message = message.encode('utf-8')
    hash = rsa.compute_hash(message, hash_method)
    return base64.b64encode(rsa.sign(hash, privkey, hash_method)).decode()


if __name__ == '__main__':
    print(make_jwt())