JWT是什么

1. JWT是什么

JSON Web Token (JWT),它是目前最流行的跨域身份验证解决方案

2. 为什么使用JWT

JWT的精髓在于:“去中心化”,数据是保存在客户端的。

3. JWT的工作原理

  1. 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,示例如下:
    {“UserName”: “Chongchong”,“Role”: “Admin”,“Expire”: “2018-08-08 20:15:56”}

  2. 之后,当用户与服务器通信时,客户在请求中发回JSON对象

  3. 为了防止用户篡改数据,服务器将在生成对象时添加签名,并对发回的数据进行验证

4. JWT组成

一个JWT实际上就是一个字符串,它由三部分组成:头部(Header)、载荷(Payload)与签名(signature)
在这里插入图片描述

JWT实际结构:eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1NjYwMTQ2MzgsImlhdCI6MTU2NjAxMjgzOCwiYWdlIjoxOCwianRpIjoiZGFjOTlmNDQ3MGVhNDc3ODhiMzAyNTM4YjdmNmE5ZWEiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ9.9kFQ2c5nEbQRoyQXTc_2goW7r0D5oAjLrXDX3ae-4bA

它是一个很长的字符串,中间用点(.)分隔成三个部分。注意,JWT 内部是没有换行的,这里只是为了便于展示,将它写成了几行。
写成一行,就是下面的样子:Header.Payload.Signature
4.1 Header
{“typ”:“JWT”,“alg”:“HS256”}
这个json中的typ属性,用来标识整个token字符串是一个JWT字符串;它的alg属性,用来说明这个JWT签发的时候所使用的签名和摘要算法
typ跟alg属性的全称其实是type跟algorithm,分别是类型跟算法的意思。之所以都用三个字母来表示,也是基于JWT最终字串大小的考虑,
同时也是跟JWT这个名称保持一致,这样就都是三个字符了…typ跟alg是JWT中标准中规定的属性名称

4.2 Payload(负荷)
{“sub”:“123”,“name”:“Tom”,“admin”:true}
payload用来承载要传递的数据,它的json结构实际上是对JWT要传递的数据的一组声明,这些声明被JWT标准称为claims,
它的一个“属性值对”其实就是一个claim(要求),
每一个claim的都代表特定的含义和作用。

  注1:英文“claim”就是要求的意思
  注2:如上面结构中的sub代表这个token的所有人,存储的是所有人的ID;name表示这个所有人的名字;admin表示所有人是否管理员的角色。
       当后面对JWT进行验证的时候,这些claim都能发挥特定的作用
  注3:根据JWT的标准,这些claims可以分为以下三种类型:
       A. Reserved claims(保留)
          它的含义就像是编程语言的保留字一样,属于JWT标准里面规定的一些claim。JWT标准里面定义好的claim有:
          iss(Issuser):代表这个JWT的签发主体; 
          sub(Subject):代表这个JWT的主体,即它的所有人; 
          aud(Audience):代表这个JWT的接收对象; 
          exp(Expiration time):是一个时间戳,代表这个JWT的过期时间; 
          nbf(Not Before):是一个时间戳,代表这个JWT生效的开始时间,意味着在这个时间之前验证JWT是会失败的; 
          iat(Issued at):是一个时间戳,代表这个JWT的签发时间; 
          jti(JWT ID):是JWT的唯一标识。 
       
       B. Public claims,略(不重要)

       C. Private claims(私有)
          这个指的就是自定义的claim,比如前面那个示例中的admin和name都属于自定的claim。这些claim跟JWT标准规定的claim区别在于:JWT规定的claim,
          JWT的接收方在拿到JWT之后,都知道怎么对这些标准的claim进行验证;而private claims不会验证,除非明确告诉接收方要对这些claim进行验证以及规则才行

          按照JWT标准的说明:保留的claims都是可选的,在生成payload不强制用上面的那些claim,你可以完全按照自己的想法来定义payload的结构,不过这样搞根本没必要:
          第一是,如果把JWT用于认证, 那么JWT标准内规定的几个claim就足够用了,甚至只需要其中一两个就可以了,假如想往JWT里多存一些用户业务信息,
          比如角色和用户名等,这倒是用自定义的claim来添加;第二是,JWT标准里面针对它自己规定的claim都提供了有详细的验证规则描述,
          每个实现库都会参照这个描述来提供JWT的验证实现,所以如果是自定义的claim名称,那么你用到的实现库就不会主动去验证这些claim     

4.3 signature
签名是把header和payload对应的json结构进行base64url编码之后得到的两个串用英文句点号拼接起来,然后根据header里面alg指定的签名算法生成出来的。
算法不同,签名结果不同。以alg: HS256为例来说明前面的签名如何来得到。

   按照前面alg可用值的说明,HS256其实包含的是两种算法:HMAC算法和SHA256算法,前者用于生成摘要,后者用于对摘要进行数字签名。这两个算法也可以用HMACSHA256来统称    

5. JWT的验证

JwtFilter.java类
private boolean OFF = false;// true关闭jwt令牌验证功能


/**
 * * JWT验证过滤器,配置顺序 :CorsFilte-->JwtFilter-->struts2中央控制器
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class JwtFilter implements Filter {

	// 排除的URL,一般为登陆的URL(请改成自己登陆的URL)
	private static String EXCLUDE = "^/vue/userAction_login\\.action?.*$";

	private static Pattern PATTERN = Pattern.compile(EXCLUDE);

	private boolean OFF = false;// true关闭jwt令牌验证功能

	@Override
	public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
	}

	@Override
	public void destroy() {
	}

	@Override
	public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
			throws IOException, ServletException {
		HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
		HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response;
		String path = req.getServletPath();
		if (OFF || isExcludeUrl(path)) {// 登陆直接放行
			chain.doFilter(request, response);
			return;
		}

		// 从客户端请求头中获得令牌并验证
		String jwt = req.getHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY);
		Claims claims = this.validateJwtToken(jwt);
		if (null == claims) {
			// resp.setCharacterEncoding("UTF-8");
			resp.sendError(403, "JWT令牌已过期或已失效");
			return;
		} else {
			String newJwt = JwtUtils.copyJwt(jwt, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
			resp.setHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY, newJwt);
			chain.doFilter(request, response);
		}
	}

	/**
	 * 验证jwt令牌,验证通过返回声明(包括公有和私有),返回null则表示验证失败
	 */
	private Claims validateJwtToken(String jwt) {
		Claims claims = null;
		try {
			if (null != jwt) {
				claims = JwtUtils.parseJwt(jwt);
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return claims;
	}

	/**
	 * 是否为排除的URL
	 * 
	 * @param path
	 * @return
	 */
	private boolean isExcludeUrl(String path) {
		Matcher matcher = PATTERN.matcher(path);
		return matcher.matches();
	}

	// public static void main(String[] args) {
	// String path = "/sys/userAction_doLogin.action?username=zs&password=123";
	// Matcher matcher = PATTERN.matcher(path);
	// boolean b = matcher.matches();
	// System.out.println(b);
	// }

}

JwtUtils.java类

/**
 * JWT验证过滤器:配置顺序 CorsFilte->JwtUtilsr-->StrutsPrepareAndExecuteFilter
 *
 */
public class JwtUtils {
	/**
	 * JWT_WEB_TTL:WEBAPP应用中token的有效时间,默认30分钟
	 */
	public static final long JWT_WEB_TTL = 5 * 60 * 1000;

	/**
	 * 将jwt令牌保存到header中的key
	 */
	public static final String JWT_HEADER_KEY = "jwt";

	// 指定签名的时候使用的签名算法,也就是header那部分,jjwt已经将这部分内容封装好了。
	private static final SignatureAlgorithm SIGNATURE_ALGORITHM = SignatureAlgorithm.HS256;
	private static final String JWT_SECRET = "f356cdce935c42328ad2001d7e9552a3";// JWT密匙
	private static final SecretKey JWT_KEY;// 使用JWT密匙生成的加密key

	static {
		byte[] encodedKey = Base64.decodeBase64(JWT_SECRET);
		JWT_KEY = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
	}

	private JwtUtils() {
	}

	/**
	 * 解密jwt,获得所有声明(包括标准和私有声明)
	 * 
	 * @param jwt
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static Claims parseJwt(String jwt) {
		Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey(JWT_KEY).parseClaimsJws(jwt).getBody();
		return claims;
	}

	/**
	 * 创建JWT令牌,签发时间为当前时间
	 * 
	 * @param claims
	 *            创建payload的私有声明(根据特定的业务需要添加,如果要拿这个做验证,一般是需要和jwt的接收方提前沟通好验证方式的)
	 * @param ttlMillis
	 *            JWT的有效时间(单位毫秒),当前时间+有效时间=过期时间
	 * @return jwt令牌
	 */
	public static String createJwt(Map<String, Object> claims, long ttlMillis) {
		// 生成JWT的时间,即签发时间
		long nowMillis = System.currentTimeMillis();

		// 下面就是在为payload添加各种标准声明和私有声明了
		// 这里其实就是new一个JwtBuilder,设置jwt的body
		JwtBuilder builder = Jwts.builder()
				// 如果有私有声明,一定要先设置这个自己创建的私有的声明,这个是给builder的claim赋值,一旦写在标准的声明赋值之后,就是覆盖了那些标准的声明的
				.setClaims(claims)
				// 设置jti(JWT ID):是JWT的唯一标识,根据业务需要,这个可以设置为一个不重复的值,主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。
				// 可以在未登陆前作为身份标识使用
				.setId(UUID.randomUUID().toString().replace("-", ""))
				// iss(Issuser)签发者,写死
				// .setIssuer("ssss")
				// iat: jwt的签发时间
				.setIssuedAt(new Date(nowMillis))
				// 代表这个JWT的主体,即它的所有人,这个是一个json格式的字符串,可放数据{"uid":"zs"}。此处没放
				// .setSubject("{}")
				// 设置签名使用的签名算法和签名使用的秘钥
				.signWith(SIGNATURE_ALGORITHM, JWT_KEY)
				// 设置JWT的过期时间
				.setExpiration(new Date(nowMillis + ttlMillis));

		return builder.compact();
	}

	/**
	 * 复制jwt,并重新设置签发时间(为当前时间)和失效时间
	 * 
	 * @param jwt
	 *            被复制的jwt令牌
	 * @param ttlMillis
	 *            jwt的有效时间(单位毫秒),当前时间+有效时间=过期时间
	 * @return
	 */
	public static String copyJwt(String jwt, Long ttlMillis) {
		Claims claims = parseJwt(jwt);

		// 生成JWT的时间,即签发时间
		long nowMillis = System.currentTimeMillis();

		// 下面就是在为payload添加各种标准声明和私有声明了
		// 这里其实就是new一个JwtBuilder,设置jwt的body
		JwtBuilder builder = Jwts.builder()
				// 如果有私有声明,一定要先设置这个自己创建的私有的声明,这个是给builder的claim赋值,一旦写在标准的声明赋值之后,就是覆盖了那些标准的声明的
				.setClaims(claims)
				// 设置jti(JWT ID):是JWT的唯一标识,根据业务需要,这个可以设置为一个不重复的值,主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。
				// 可以在未登陆前作为身份标识使用
				//.setId(UUID.randomUUID().toString().replace("-", ""))
				// iss(Issuser)签发者,写死
				// .setIssuer("ssss")
				// iat: jwt的签发时间
				.setIssuedAt(new Date(nowMillis))
				// 代表这个JWT的主体,即它的所有人,这个是一个json格式的字符串,可放数据{"uid":"zs"}。此处没放
				// .setSubject("{}")
				// 设置签名使用的签名算法和签名使用的秘钥
				.signWith(SIGNATURE_ALGORITHM, JWT_KEY)
				// 设置JWT的过期时间
				.setExpiration(new Date(nowMillis + ttlMillis));
		return builder.compact();
	}
}

UserAction.java

public class UserAction extends BaseAction implements ModelDriven<User>{

	private UserBiz userBiz;
	private User user = new User();

	public UserBiz getUserBiz() {
		return userBiz;
	}

	public void setUserBiz(UserBiz userBiz) {
		this.userBiz = userBiz;
	}
	 
	public String login() {
		ObjectMapper om = new ObjectMapper();
		JsonData jsonData = null;
		try {
			if(StringUtils.isBlank(user.getUname()) || StringUtils.isBlank(user.getPwd())) {
				jsonData = new JsonData(0, "用户或者密码为空", user);
			}else {
				User u = this.userBiz.login(user);
				Map<String, Object> claims = new HashMap<String, Object>();
				claims.put("uname",user.getUname());
				claims.put("pwd", user.getPwd());
				String jwt = JwtUtils.createJwt(claims, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
				response.setHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY, jwt);
				jsonData = new JsonData(1, "登录成功", u);
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
			jsonData = new JsonData(0, "用户或者密码错误", user);
		}finally {
			try {
				ResponseUtil.write(response, om.writeValueAsString(jsonData));
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		
		return null;
	}
	
	public String getAsyncData() {
		ObjectMapper om = new ObjectMapper();
		try {
			Thread.sleep(6000);
			ResponseUtil.write(response, om.writeValueAsString("http://www.javaxl.com"));
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}

	@Override
	public User getModel() {
		return user;
	}
}

在这里插入图片描述
测试

public class JwtDemo {

	private SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");

	@Test
	public void test1() {// 生成JWT
		Map<String, Object> claims = new HashMap<String, Object>();
		claims.put("username", "zss");
		claims.put("age", 18);

		String jwt = JwtUtils.createJwt(claims, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
		System.out.println(jwt);

		Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(jwt);
		for (Map.Entry<String, Object> entry : parseJwt.entrySet()) {
			System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
		}
		Date d1 = parseJwt.getIssuedAt();
		Date d2 = parseJwt.getExpiration();
		System.out.println("令牌签发时间:" + sdf.format(d1));
		System.out.println("令牌过期时间:" + sdf.format(d2));
	}

	@Test
	public void test2() {// 解析oldJwt
//		String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1NjI5MDMzNjAsImlhdCI6MTU2MjkwMTU2MCwiYWdlIjoxOCwianRpIjoiZDVjMzE4Njg0MDcyNDgyZDg1MDE5ODVmMDY3OGQ4NjkiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ9.XDDDRRq5jYq5EdEBHtPm7GcuBz4S0VhDTS1amRCdf48";
		String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1NjM1MjU5MjMsImlhdCI6MTU2MzUyNDEyMywiYWdlIjoxOCwianRpIjoiOTAzNmMwY2Q3NGIwNDBjMzgzMDAxYzdiNmZkMzYzZmIiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ9.sgV9fr4fgmmahDFRJnsfazA6R3H-gNMVcg2ucA227n4";
		Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(oldJwt);
		for (Map.Entry<String, Object> entry : parseJwt.entrySet()) {
			System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
		}
		Date d1 = parseJwt.getIssuedAt();
		Date d2 = parseJwt.getExpiration();
		System.out.println("令牌签发时间:" + sdf.format(d1));
		System.out.println("令牌过期时间:" + sdf.format(d2));
	}

	@Test
	public void test3() {// 复制jwt,并延时30秒
		String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1NjI5MDMzNjAsImlhdCI6MTU2MjkwMTU2MCwiYWdlIjoxOCwianRpIjoiZDVjMzE4Njg0MDcyNDgyZDg1MDE5ODVmMDY3OGQ4NjkiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ9.XDDDRRq5jYq5EdEBHtPm7GcuBz4S0VhDTS1amRCdf48";
		String jwt = JwtUtils.copyJwt(oldJwt, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
		Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(jwt);
		for (Map.Entry<String, Object> entry : parseJwt.entrySet()) {
			System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
		}
		Date d1 = parseJwt.getIssuedAt();
		Date d2 = parseJwt.getExpiration();
		System.out.println("令牌签发时间:" + sdf.format(d1));
		System.out.println("令牌过期时间:" + sdf.format(d2));
	}

	@Test
	public void test4() {// 测试JWT的有效时间
		Map<String, Object> claims = new HashMap<String, Object>();
		claims.put("username", "zss");
		String jwt = JwtUtils.createJwt(claims, 3 * 1000L);
		System.out.println(jwt);
		Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(jwt);
		Date d1 = parseJwt.getIssuedAt();
		Date d2 = parseJwt.getExpiration();
		System.out.println("令牌签发时间:" + sdf.format(d1));
		System.out.println("令牌过期时间:" + sdf.format(d2));
	}

	@Test
	public void test5() {// 三秒后再解析上面过期时间只有三秒的令牌,因为过期则会报错io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException
		String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1NjI4NTMzMzAsImlhdCI6MTU2Mjg1MzMyNywidXNlcm5hbWUiOiJ6c3MifQ.e098Vj9KBlZfC12QSDhI5lUGRLbNwb27lrYYSL6JwrQ";
		Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(oldJwt);
		// 过期后解析就报错了,下面代码根本不会执行
		Date d1 = parseJwt.getIssuedAt();
		Date d2 = parseJwt.getExpiration();
		System.out.println("令牌签发时间:" + sdf.format(d1));
		System.out.println("令牌过期时间:" + sdf.format(d2));
	}
}

在这里插入图片描述
传统开发图解
在这里插入图片描述
jwt所解决的问题及机制
在这里插入图片描述
设置全局
在这里插入图片描述

在http.js的请求、响应拦截器中放进Jwt令牌在这里插入图片描述
state.js
在这里插入图片描述
mutations.js
在这里插入图片描述
登录进去没问题,
出现下面情况就是Jwt生效了 403的错误就是说明令牌过期
在这里插入图片描述

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