JWT基础概念介绍

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1.什么是JWT?

JWT (JSON Web Token) 是目前最流行的跨域认证解决方案,是一种基于 Token 的认证授权机制。 从 JWT 的全称可以看出,JWT 本身也是 Token,一种规范化之后的 JSON 结构的 Token。

JWT自身包含了身份验证所需要的所有信息,因此服务器不需要存储session信息,增加了系统的可用性和伸缩性




2.JWT由哪些部分组成?

JWT 本质上就是一组字串,通过(.)切分成三个为 Base64 编码的部分:

  • Header : 描述 JWT 的元数据,定义了生成签名的算法以及 Token 的类型。
  • Payload : 用来存放实际需要传递的数据
  • Signature(签名) :服务器通过 Payload、Header 和一个密钥(Secret)使用 Header 里面指定的签名算法(默认是 HMAC SHA256)生成。

JWT 通常是这样的:xxxxx.yyyyy.zzzzz。

Header

Header 通常由两部分组成:

  • typ(Type):令牌类型,也就是 JWT。
  • alg(Algorithm) :签名算法,比如 HS256。

    Payload

Payload 也是 JSON 格式数据,其中包含了 Claims(声明,包含 JWT 的相关信息)。

Claims 分为三种类型:

  • Registered Claims(注册声明):预定义的一些声明,建议使用,但不是强制性的。
  • Public Claims(公有声明):JWT 签发方可以自定义的声明
  • Private Claims(私有声明) :JWT 签发方因为项目需要而自定义的声明,更符合实际项目场景使用。

Payload 部分默认是不加密的,一定不要将隐私信息存放在 Payload 当中!!!

Signature

Signature 部分是对前两部分的签名,作用是防止 JWT(主要是 payload) 被篡改。

这个签名的生成需要用到:

  • Header + Payload。
  • 存放在服务端的密钥(一定不要泄露出去)。
  • 签名算法。




3.如何基于JWT进行身份验证?

在基于 JWT 进行身份验证的的应用程序中,服务器通过 Payload、Header 和 Secret(密钥)创建 JWT 并将 JWT 发送给客户端。客户端接收到 JWT 之后,会将其保存在 Cookie 或者 localStorage 里面,以后客户端发出的所有请求都会携带这个令牌。

简化后的步骤如下:

  1. 用户向服务器发送用户名、密码以及验证码用于登陆系统。
  2. 如果用户用户名、密码以及验证码校验正确的话,服务端会返回已经签名的 Token,也就是 JWT。
  3. 用户以后每次向后端发请求都在 Header 中带上这个 JWT 。
  4. 服务端检查 JWT 并从中获取用户相关信息。

两点建议:

  1. 建议将 JWT 存放在 localStorage 中,放在 Cookie 中会有 CSRF 风险。
  2. 请求服务端并携带 JWT 的常见做法是将其放在 HTTP Header 的 Authorization 字段中(Authorization: Bearer Token)。




4.如何防止JWT被篡改?

有了签名之后,即使 JWT 被泄露或者截获,黑客也没办法同时篡改 Signature 、Header 、Payload。

这是为什么呢?因为服务端拿到 JWT 之后,会解析出其中包含的 Header、Payload 以及 Signature 。服务端会根据 Header、Payload、密钥再次生成一个 Signature。拿新生成的 Signature 和 JWT 中的 Signature 作对比,如果一样就说明 Header 和 Payload 没有被修改。

不过,如果服务端的秘钥也被泄露的话,黑客就可以同时篡改 Signature 、Header 、Payload 了。黑客直接修改了 Header 和 Payload 之后,再重新生成一个 Signature 就可以了。

密钥一定保管好,一定不要泄露出去。JWT 安全的核心在于签名,签名安全的核心在密钥。



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