JWT使用

最新推荐文章于 2025-07-06 20:49:17 发布

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#java #开发语言 #jwt

JWT 基础概念

JWT（JSON Web Token）是一种基于 JSON 的开放标准（RFC 7519），用于在网络应用间安全地传输声明。一个 JWT 由三部分组成：头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature），通常格式为Header.Payload.Signature。

Java 中 JWT 的简单实现

以下是一个简单的 Java JWT 实现示例，使用了 Nimbus JOSE + JWT 库：

import com.nimbusds.jose.*;
import com.nimbusds.jose.crypto.MACSigner;
import com.nimbusds.jose.crypto.MACVerifier;
import net.minidev.json.JSONObject;

import java.text.ParseException;
import java.util.Date;

public class JWTExample {
    // 密钥，实际应用中应妥善保管
    private static final byte[] SECRET = "your-256-bit-secret-your-256-bit-secret".getBytes();

    public static void main(String[] args) throws JOSEException, ParseException {
        // 生成JWT
        String jwt = generateToken();
        System.out.println("生成的JWT: " + jwt);

        // 验证JWT
        boolean isValid = verifyToken(jwt);
        System.out.println("JWT验证结果: " + isValid);

        // 解析JWT
        if (isValid) {
            parseToken(jwt);
        }
    }

    // 生成JWT
    public static String generateToken() throws JOSEException {
        // 创建JWS头，指定签名算法为HS256
        JWSHeader header = new JWSHeader(JWSAlgorithm.HS256);

        // 创建载荷
        JSONObject payload = new JSONObject();
        payload.put("sub", "user123");
        payload.put("name", "John Doe");
        payload.put("iat", new Date().getTime());
        payload.put("exp", new Date(System.currentTimeMillis() + 3600 * 1000).getTime()); // 1小时后过期

        // 创建JWS对象
        JWSObject jwsObject = new JWSObject(header, new Payload(payload));

        // 创建签名器
        JWSSigner signer = new MACSigner(SECRET);

        // 签名
        jwsObject.sign(signer);

        // 生成JWT字符串
        return jwsObject.serialize();
    }

    // 验证JWT
    public static boolean verifyToken(String jwt) throws JOSEException, ParseException {
        // 解析JWT
        JWSObject jwsObject = JWSObject.parse(jwt);

        // 创建验证器
        JWSVerifier verifier = new MACVerifier(SECRET);

        // 验证签名
        boolean isValid = jwsObject.verify(verifier);

        // 验证过期时间
        if (isValid) {
            Date exp = new Date(jwsObject.getPayload().toJSONObject().getAsNumber("exp").longValue());
            isValid = new Date().before(exp);
        }

        return isValid;
    }

    // 解析JWT
    public static void parseToken(String jwt) throws ParseException {
        JWSObject jwsObject = JWSObject.parse(jwt);
        JSONObject payload = jwsObject.getPayload().toJSONObject();

        System.out.println("解析JWT:");
        System.out.println("Subject: " + payload.get("sub"));
        System.out.println("Name: " + payload.get("name"));
        System.out.println("Issued At: " + new Date(payload.getAsNumber("iat").longValue()));
        System.out.println("Expiration Time: " + new Date(payload.getAsNumber("exp").longValue()));
    }
}

要运行此代码，需要添加以下 Maven 依赖：

<dependency>
    <groupId>com.nimbusds</groupId>
    <artifactId>nimbus-jose-jwt</artifactId>
    <version>9.25.1</version>
</dependency>

进阶：Spring Boot 中集成 JWT

以下是一个在 Spring Boot 中集成 JWT 的示例，实现了基于 JWT 的认证和授权：

package com.example.demo.security;

import io.jsonwebtoken.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Date;

@Component
public class JwtUtils {

    @Value("${app.jwtSecret}")
    private String jwtSecret;

    @Value("${app.jwtExpirationMs}")
    private int jwtExpirationMs;

    // 生成JWT
    public String generateJwtToken(Authentication authentication) {
        UserDetailsImpl userPrincipal = (UserDetailsImpl) authentication.getPrincipal();

        return Jwts.builder()
                .setSubject((userPrincipal.getUsername()))
                .setIssuedAt(new Date())
                .setExpiration(new Date((new Date()).getTime() + jwtExpirationMs))
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, jwtSecret)
                .compact();
    }

    // 从JWT中获取用户名
    public String getUserNameFromJwtToken(String token) {
        return Jwts.parser()
                .setSigningKey(jwtSecret)
                .parseClaimsJws(token)
                .getBody()
                .getSubject();
    }

    // 验证JWT
    public boolean validateJwtToken(String authToken) {
        try {
            Jwts.parser().setSigningKey(jwtSecret).parseClaimsJws(authToken);
            return true;
        } catch (SignatureException e) {
            System.out.println("Invalid JWT signature: {}", e.getMessage());
        } catch (MalformedJwtException e) {
            System.out.println("Invalid JWT token: {}", e.getMessage());
        } catch (ExpiredJwtException e) {
            System.out.println("JWT token is expired: {}", e.getMessage());
        } catch (UnsupportedJwtException e) {
            System.out.println("JWT token is unsupported: {}", e.getMessage());
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println("JWT claims string is empty: {}", e.getMessage());
        }
        return false;
    }
}

高级：JWT 安全增强实践

使用 Refresh Token 机制：减少 AccessToken 的有效期，同时使用 Refresh Token 延长用户会话

// RefreshTokenService.java
public interface RefreshTokenService {
    Optional<RefreshToken> findByToken(String token);
    RefreshToken createRefreshToken(Long userId);
    RefreshToken verifyExpiration(RefreshToken token);
    int deleteByUserId(Long userId);
}

JWT 与多因素认证结合

// 在生成JWT时添加多因素认证信息
public String generateJwtWithMfa(String username, boolean mfaVerified) {
    Claims claims = Jwts.claims().setSubject(username);
    claims.put("mfa_verified", mfaVerified);
    
    return Jwts.builder()
            .setClaims(claims)
            .setIssuedAt(new Date(System.currentTimeMillis()))
            .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + jwtExpirationMs))
            .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, secretKey)
            .compact();
}

使用非对称加密：使用 RSA 或 ECDSA 算法代替 HMAC

// 生成RSA密钥对
KeyPair keyPair = KeyPairGenerator.getInstance("RSA").generateKeyPair();
RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();

// 使用私钥签名
String jwt = Jwts.builder()
        .setSubject("user123")
        .signWith(privateKey, SignatureAlgorithm.RS256)
        .compact();

// 使用公钥验证
Jwts.parserBuilder()
        .setSigningKey(publicKey)
        .build()
        .parseClaimsJws(jwt);

这些示例展示了 JWT 在 Java 中的不同应用场景，从基础的令牌生成和验证，到 Spring Boot 集成，再到安全增强实践。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的实现方式，并注意密钥管理和安全防护。