JWT
JSON Web Token(JWT)是一个非常轻巧的规范。这个规范允许我们使用JWT在用户和服务器之间传递安全可靠的信息。
一个JWT实际上就是一个字符串,它由三部分组成,头部、载荷与签名。
头部(Header)
头部用于描述关于该JWT的最基本的信息,例如其类型以及签名所用的算法等。这也可以被表示成一个JSON对象。
{"typ":"JWT","alg":"HS256"}
在头部指明了签名算法是HS256算法。 我们进行BASE64编码http://base64.xpcha.com/,编码后的字符串如下:
eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9
载荷(playload)
载荷就是存放有效信息的地方。这个名字像是特指飞机上承载的货品,这些有效信息包含三个部分
(1)标准中注册的声明(建议但不强制使用)
iss: jwt签发者
sub: jwt所面向的用户
aud: 接收jwt的一方
exp: jwt的过期时间,这个过期时间必须要大于签发时间
nbf: 定义在什么时间之前,该jwt都是不可用的.
iat: jwt的签发时间
jti: jwt的唯一身份标识,主要用来作为一次性token。
(2)公共的声明
公共的声明可以添加任何的信息,一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息.但不建议添加敏感信息,因为该部分在客户端可解密.
(3)私有的声明
私有声明是提供者和消费者所共同定义的声明,一般不建议存放敏感信息,因为base64是对称解密的,意味着该部分信息可以归类为明文信息。
这个指的就是自定义的claim。比如前面那个结构举例中的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(还不知道是否能够验证);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。
定义一个payload:
{"sub":"1234567890","name":"John Doe","admin":true}
然后将其进行base64加密,得到Jwt的第二部分。
eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9
签证(signature)
jwt的第三部分是一个签证信息,这个签证信息由三部分组成:
header (base64后的)
payload (base64后的)
secret
这个部分需要base64加密后的header和base64加密后的payload使用.连接组成的字符串,然后通过header中声明的加密方式进行加盐secret组合加密,然后就构成了jwt的第三部分。
TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ
将这三部分用.连接成一个完整的字符串,构成了最终的jwt:
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ
注意:secret是保存在服务器端的,jwt的签发生成也是在服务器端的,secret就是用来进行jwt的签发和jwt的验证,所以,它就是你服务端的私钥,在任何场景都不应该流露出去。一旦客户端得知这个secret, 那就意味着客户端是可以自我签发jwt了。
/**
* Jwt实际上就是一个字符串,它由三部分组成,头部、载荷与签名。
* 头部(Header)(一般默认,不用写)
* {"typ":"JWT","alg":"HS256"}
* 载荷(playload)
* 标准中注册的声明(建议但不强制使用)
* iss: jwt签发者
* sub: jwt所面向的用户
* aud: 接收jwt的一方
* exp: jwt的过期时间,这个过期时间必须要大于签发时间
* nbf: 定义在什么时间之前,该jwt都是不可用的.
* iat: jwt的签发时间
* jti: jwt的唯一身份标识,主要用来作为一次性token。
* 可以自定义一些载荷
* 签证(signature)
* jwt的第三部分是一个签证信息,这个签证信息由三部分组成:
*/
JwtBuilder jwtBuilder = Jwts.builder()
.setId(UUID.randomUUID().toString()) //设置唯一编号(令牌id)
.setSubject("登陆") //设置主题(可以写场景),可以是json数据
.setIssuedAt(new Date()) //设置签发日期
.claim("name","自定义") //自定义一个私有的声明
//.setClaims(Map<String,Object> map) //自定义多个,
.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "test"); //设置签名,使用HS256算法,并设置SecretKey(字符串)
//构建并返回一个字符串
String compact = jwtBuilder.compact();
JJWT签发与验证token
JJWT是一个提供端到端的JWT创建和验证的Java库。永远免费和开源(Apache License,版本2.0),JJWT很容易使用和理解。它被设计成一个以建筑为中心的流畅界面,隐藏了它的大部分复杂性。
官方文档:
https://github.com/jwtk/jjwt
创建token
(1)新建项目中的pom.xml中添加依赖:
<dependency>
<groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
<artifactId>jjwt</artifactId>
<version>0.9.0</version>
</dependency>
(2)创建测试类,代码如下
JwtBuilder builder= Jwts.builder()
.setId("888") //设置唯一编号
.setSubject("小白")//设置主题 可以是JSON数据
.setIssuedAt(new Date())//设置签发日期
.signWith(SignatureAlgorithm.HS256,"test");//设置签名 使用HS256算法,并设置SecretKey(字符串)
//构建 并返回一个字符串
System.out.println( builder.compact() );
运行打印结果:
eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDQxODF9.ThecMfgYjtoys3JX7dpx3hu6pUm0piZ0tXXreFU_u3Y
再次运行,会发现每次运行的结果是不一样的,因为我们的载荷中包含了时间。
解析token
我们刚才已经创建了token ,在web应用中这个操作是由服务端进行然后发给客户端,客户端在下次向服务端发送请求时需要携带这个token(这就好像是拿着一张门票一样),那服务端接到这个token 应该解析出token中的信息(例如用户id),根据这些信息查询数据库返回相应的结果。
String compactJwt="eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDQxODF9.ThecMfgYjtoys3JX7dpx3hu6pUm0piZ0tXXreFU_u3Y";
Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("test").parseClaimsJws(compactJwt).getBody();
System.out.println(claims);
运行打印效果:
{jti=888, sub=小白, iat=1557904181}
试着将token或签名秘钥篡改一下,会发现运行时就会报错,所以解析token也就是验证token.
设置过期时间
有很多时候,我们并不希望签发的token是永久生效的,所以我们可以为token添加一个过期时间。
(1)创建token 并设置过期时间
long now=System.currentTimeMillis();
long exp=now+1000*30;//30秒过期
JwtBuilder jwtBuilder = Jwts.builder().setId( "888" )
.setSubject( "小白" )
.setIssuedAt( new Date() )//签发时间
.setExpiration( new Date( exp ) )//过期时间
.signWith( SignatureAlgorithm.HS256, "test" );
String token = jwtBuilder.compact();
System.out.println(token);
运行,打印效果如下:
eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDUzMDgsImV4cCI6MTU1NzkwNTMwOH0.4q5AaTyBRf8SB9B3Tl-I53PrILGyicJC3fgR3gWbvUI
(2)解析TOKEN
String compactJwt="eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDUzMDgsImV4cCI6MTU1NzkwNTMwOH0.4q5AaTyBRf8SB9B3Tl-I53PrILGyicJC3fgR3gWbvUI";
Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("test").parseClaimsJws(compactJwt).getBody();
System.out.println(claims);
打印效果:
当前时间超过过期时间,则会报错。
自定义claims
我们刚才的例子只是存储了id和subject两个信息,如果你想存储更多的信息(例如角色)可以定义自定义claims。
long now=System.currentTimeMillis();
long exp=now+1000*30;//30秒过期
JwtBuilder jwtBuilder = Jwts.builder().setId( "888" )
.setSubject( "小白" )
.setIssuedAt( new Date() )//签发时间
.setExpiration( new Date( exp ) )//过期时间
.claim( "roles","admin" )
.signWith( SignatureAlgorithm.HS256, "test" );
String token = jwtBuilder.compact();
System.out.println(token);
运行打印效果:
eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDU4MDIsImV4cCI6MTU1NzkwNjgwMiwicm9sZXMiOiJhZG1pbiJ9.AS5Y2fNCwUzQQxXh_QQWMpaB75YqfuK-2P7VZiCXEJI
解析TOKEN:
String token ="eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NjIyNTM3NTQsImV4cCI6MTU2MjI1Mzc4Mywicm9sZXMiOiJhZG1pbiJ9.CY6CMembCi3mAkBHS3ivzB5w9uvtZim1HkizRu2gWaI";
Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey( "test" ).parseClaimsJws( token ).getBody();
System.out.println(claims);
System.out.println(claims.get( "roles" ));
package com.changgou.common.utils;
import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.JwtBuilder;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import java.util.Date;
public class JjwtUtils {
public static void main(String[] args) {
long now = System.currentTimeMillis();
long exp = now + 1000 * 30;
long before = System.currentTimeMillis();
System.out.println("生成token前的毫秒值:" + before);
JwtBuilder jwtBuilder = Jwts.builder()
.setId("id")
.setSubject("主题")
.setIssuedAt(new Date())
.setExpiration(new Date(exp))
.claim("自定义", "哈哈")
.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "test");
String token = jwtBuilder.compact();
System.out.println("生成的token:" + token);
long after = System.currentTimeMillis();
System.out.println("生成token后的毫秒值:" + after);
System.out.println("生成token耗时:" + (after - before));
Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("test").parseClaimsJws(token).getBody();
System.out.println("解析结果:" + claims);
System.out.println("自定义的value:"+claims.get("自定义"));
}
}
控制台内容:
生成token前的毫秒值:1587044033858
生成的token:eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiJpZCIsInN1YiI6IuS4u-mimCIsImlhdCI6MTU4NzA0NDAzNCwiZXhwIjoxNTg3MDQ0MDYzLCLoh6rlrprkuYkiOiLlk4jlk4gifQ.daeA3P1QASsEuRXhh9TtZ_WAveFlgm3FGMJDBBvjWg4
生成token后的毫秒值:1587044035577
生成token耗时:1719
解析结果:{jti=id, sub=主题, iat=1587044034, exp=1587044063, 自定义=哈哈}
自定义的value:哈哈
JWT工具类
生成
import io.jsonwebtoken.JwtBuilder;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;
import java.util.Date;
public class JwtCreateUtil {
//设置秘钥明文
public static final String JWT_KEY = "test";
/**
* 创建token
* @param id
* @param subject
* @param ttlMillis
* @return
*/
public static String createJWT(String id, String subject, Long ttlMillis) {
SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;
long nowMillis = System.currentTimeMillis();
Date now = new Date(nowMillis);
long expMillis = nowMillis + ttlMillis;
Date expDate = new Date(expMillis);
SecretKey secretKey = generalKey();
JwtBuilder builder = Jwts.builder()
.setId(id) //唯一的ID
.setSubject(subject) // 主题 可以是JSON数据
.setIssuer("admin") // 签发者
.setIssuedAt(now) // 签发时间
.signWith(signatureAlgorithm, secretKey) //使用HS256对称加密算法签名, 第二个参数为秘钥
.setExpiration(expDate);// 设置过期时间
return builder.compact();
}
/**
* 生成加密后的秘钥 secretKey
* @return
*/
public static SecretKey generalKey() {
byte[] encodedKey = Base64.getDecoder().decode(JwtUtil.JWT_KEY);
SecretKey key = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
return key;
}
}
解析
import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;
/**
* jwt校验工具类
*/
public class JwtParseUtils {
//设置秘钥明文
public static final String JWT_KEY = "test";
/**
* 生成加密后的秘钥 secretKey
*
* @return
*/
public static SecretKey generalKey() {
byte[] encodedKey = Base64.getDecoder().decode(JwtUtils.JWT_KEY);
SecretKey key = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
return key;
}
/**
* 解析
*
* @param jwt
* @return
* @throws Exception
*/
public static Claims parseJWT(String jwt) throws Exception {
SecretKey secretKey = generalKey();
return Jwts.parser()
.setSigningKey(secretKey)
.parseClaimsJws(jwt)
.getBody();
}
}