JSON-WEB-TOKEN的原理及使用实例

本篇介绍了关于JSON-WEB-TOKEN的原理介绍以及实例演示

基于token的鉴权机制

基于token的鉴权机制类似于http协议也是无状态的，它不需要在服务端去保留用户的认证信息或者会话信息。这就意味着基于token认证机制的应用不需要去考虑用户在哪一台服务器登录了，这就为应用的扩展提供了便利。

流程上是这样的：

用户使用用户名密码来请求服务器
服务器进行验证用户的信息
服务器通过验证发送给用户一个token
客户端存储token，并在每次请求时附送上这个token值
服务端验证token值，并返回数据

JWT的基本格式

JWT由三部分组成：第一部分我们称它为头部（header),第二部分我们称其为载荷（payload, 类似于飞机上承载的物品)，第三部分是签证（signature)。

jwt的头部承载两部分信息：

声明类型，这里是jwt
声明加密的算法通常直接使用 HMAC SHA256

完整的头部就像下面这样的JSON：

{
  'typ': 'JWT',
  'alg': 'HS256'
}

然后将头部进行base64加密（该加密是可以对称解密的),构成了第一部分.

1	eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9

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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

标准中注册的声明
公共的声明
私有的声明

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,从而回避重放攻击。

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.

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。

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。

1	eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9

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。

// javascript
var encodedString = base64UrlEncode(header) + '.' + base64UrlEncode(payload);
var signature = HMACSHA256(encodedString, 'secret'); // 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:

1	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。

使用实例

使用nodejs编写服务端代码，用postman进行验证。
项目的简单目录：

//user.js
var mongoose = require('mongoose');
var Schema = mongoose.Schema;
// set up a mongoose model
module.exports = mongoose.model('User', new Schema({
    name: String,
    password: String,
    admin: Boolean
}));

//config.js
module.exports = {
    'secret': 'learnRestApiwithNickjs', // used when we create and verify JSON Web Tokens
    'database': 'mongodb://localhost:27017/ttms' // 填写本地自己 mongodb 连接地址,xxx为数据表名
};

//app.js
/**
 * Created by lipeishang on 17-8-19.
 */
const express = require('express');
const jwt = require('jsonwebtoken');
const bodyParser = require('body-parser');
const mongoose = require('mongoose');
const config = require('./config');
const User = require('./models/user');
const app = express();
app.use(bodyParser.json());
app.use(bodyParser.urlencoded({extended: false}));
app.set('superSecret', config.secret);
mongoose.connect(config.database);
app.post('/register', function (req, res, next) {
    new User(req.body).save(function (err) {
        if (err) {
            return next(err);
        }
        console.log('register success!');
        res.json({success: true});
    });
});
app.post('/login', function (req, res, next) {
    User.findOne({name: req.body.name}, function (err, user) {
        if (err) {
            return next(err);
        }
        if (!user) {
            res.json({success: false, message: 'can not find this user'});
        }
        else if (user) {
            if (user.password != req.body.password) {
                res.json({success: false, message: 'incorrect password'});
            }
            else {
                let token = jwt.sign(user, app.get('superSecret'), {});
                res.json({
                    success: true,
                    message: 'Enjoy your token!',
                    token: token
                });
            }
        }
    });
});
app.get('/getName', function (req, res, next) {
    const token = req.body.token || req.query.token || req.headers['x-access-token'];
    if (token) {
        /*验证token*/
        jwt.verify(token, app.get('superSecret'), function (err, decoded) {
            if (err) {
                return res.json({success: false, message: 'fail to versify token'});
            }
            else {
                req.decoded = decoded;
                res.send(decoded._doc);
            }
        });
    }
    else {
        return res.status(403).send({
            success: false,
            message: 'no token'
        });
    }
});
app.listen(3000, function () {
    console.log('server started at http://localhost:3000'); // eslint-disable-line no-console
});

注册

验证用户名密码并生成token

token验证

demo地址：https://github.com/lipeishang/json-web-token