token的组成和使用

本文你能学到什么？

token的组成 
token串的生成流程。 
token在客户端与服务器端的交互流程 
Token的优点和思考 
参考代码：核心代码使用参考，不是全部代码

JWT token的组成

头部（Header），格式如下： 
{ 
“typ”: “JWT”, 
“alg”: “HS256” 
} 
由上可知，该token使用HS256加密算法，将头部使用Base64编码可得到如下个格式的字符串：

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ91

有效载荷（Playload）： 
{  
  “iss”: “Online JWT Builder”,  
  “iat”: 1416797419,  
  “exp”: 1448333419,  
      ……. 
  “userid”:10001 
} 
有效载荷中存放了token的签发者（iss）、签发时间（iat）、过期时间（exp）等以及一些我们需要写进token中的信息。有效载荷也使用Base64编码得到如下格式的字符串：

eyJ1c2VyaWQiOjB91

签名（Signature）： 
将Header和Playload拼接生成一个字符串str=“eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1c2VyaWQiOjB9”，使用HS256算法和我们提供的密钥（secret,服务器自己提供的一个字符串）对str进行加密生成最终的JWT，即我们需要的令牌（token），形如：str.”签名字符串”。

token在服务与客户端的交互流程

1：客户端通过用户名和密码登录 
2：服务器验证用户名和密码，若通过，生成token返回给客户端。 
3：客户端收到token后以后每次请求的时候都带上这个token，相当于一个令牌，表示我有权限访问了 
4：服务器接收（通常在拦截器中实现）到该token，然后验证该token的合法性（为什么能验证下面说）。若该token合法，则通过请求，若token不合法或者过期，返回请求失败。



关于Token的思考

服务如何判断这个token是否合法？ 
由上面token的生成可知，token中的签名是由Header和有效载荷通过Base64编码生成再通过加密算法HS256和密钥最终生成签名，这个签名位于JWT的尾部，在服务器端同样对返回过来的JWT的前部分再进行一次签名生成，然后比较这次生成的签名与请求的JWT中的签名是否一致，若一致说明token合法。由于生成签名的密钥是服务器才知道的，所以别人难以伪造。

token中能放敏感信息吗？ 
不能，因为有效载荷是经过Base64编码生成的，并不是加密。所以不能存放敏感信息。



Token的优点

（1）相比于session，它无需保存在服务器，不占用服务器内存开销。 
（2）无状态、可拓展性强：比如有3台机器（A、B、C）组成服务器集群，若session存在机器A上，session只能保存在其中一台服务器，此时你便不能访问机器B、C，因为B、C上没有存放该Session，而使用token就能够验证用户请求合法性，并且我再加几台机器也没事，所以可拓展性好就是这个意思。 
（3）由（2）知，这样做可就支持了跨域访问。



Java实例:JWT token使用

部分代码来自互联网，找不到原作者了。。 
编写JWT(Java Web Token）操作类:JavaWebToken



public class JavaWebToken {

    private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(JavaWebToken.class);

    //该方法使用HS256算法和Secret:bankgl生成signKey
    private static Key getKeyInstance() {
        //We will sign our JavaWebToken with our ApiKey secret
        SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;
        byte[] apiKeySecretBytes = DatatypeConverter.parseBase64Binary("bankgl");
        Key signingKey = new SecretKeySpec(apiKeySecretBytes, signatureAlgorithm.getJcaName());
        return signingKey;
    }

    //使用HS256签名算法和生成的signingKey最终的Token,claims中是有效载荷
    public static String createJavaWebToken(Map<String, Object> claims) {
        return Jwts.builder().setClaims(claims).signWith(SignatureAlgorithm.HS256, getKeyInstance()).compact();
    }

    //解析Token，同时也能验证Token，当验证失败返回null
    public static Map<String, Object> parserJavaWebToken(String jwt) {
        try {
            Map<String, Object> jwtClaims =
                    Jwts.parser().setSigningKey(getKeyInstance()).parseClaimsJws(jwt).getBody();
            return jwtClaims;
        } catch (Exception e) {
            log.error("json web token verify failed");
            return null;
        }
    }
}123456789101112131415161718192021222324252627282930

编写登录Conreoller，在服务器端给客户返回token.



public LoginStatusMessage checkUserAndPassword(
    @RequestParam(value="username",required=true) String username,
    @RequestParam(value="password",required=true) String password,User user,HttpServletRequest request) throws Exception{
        User u = new User();
        //登录成功
        if((u = userService.checkUsernameAndPassword(user)) != null){
            Map<String,Object> m = new HashMap<String,Object>();
            m.put("userid", user.getUserid());
            String token = JavaWebToken.createJavaWebToken(m);
            System.out.println(token);
            LoginStatusMessage lsm = new LoginStatusMessage();
            lsm.setUser(u);
            lsm.setToken(token);
            return lsm;
        };
        //登录失败，返回Null
        return null;
    }123456789101112131415161718

在拦截器中对请求中的Token验证（部分代码，表示下意思）：



String token = request.getParameter("token");
            if(JavaWebToken.parserJavaWebToken(token) != null){
                //表示token合法
                return true;
            }else{
                //token不合法或者过期
                return false;
            }

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