鉴权

JWT（JSON Web Token）是一种开放标准（RFC 7519），用于在各方之间安全地传输信息。以下是关于JWT的关键信息： JWT基本概念 定义：JWT是一种基于JSON的开放标准，用于在各方之间安全地传输声明 用途：常用于身份验证和信息交换 结构：由三部分组成，用点（.）分隔 JWT的三个组成部分 Header（头部） 包含令牌类型和签名算法信息 例如：{"alg": "HS256", "typ": "JWT"} Payload（载荷） 包含实际要传输的数据（声明） 可以包含标准声明（如iss、exp、sub等）或自定义声明 Signature（签名） 用于验证令牌的完整性 通过签名算法对前两部分进行签名生成 主要特点 无状态：服务端不需要存储会话信息 跨域支持：可以在不同域之间传递 紧凑性：体积小，适合在URL、POST参数或HTTP头中传输 自包含：载荷中包含用户所需的所有信息 常见用途 身份验证令牌 单点登录（SSO） API认证 信息交换 JWT广泛应用于现代Web应用和API安全认证中。 起源 需要了解一门技术，首先从为什么产生开始说起是最好的。JWT主要用于用户登录鉴权，所以我们从最传统的session认证开始说起。 session认证 众所周知，http协议本身是无状态的协议，那就意味着当有用户向系统使用账户名称和密码进行用户认证之后，下一次请求还要再一次用户认证才行。因为我们不能通过http协议知道是哪个用户发出的请求，所以如果要知道是哪个用户发出的请求，那就需要在服务器保存一份用户信息(保存至session)，然后在认证成功后返回cookie值传递给浏览器，那么用户在下一次请求时就可以带上cookie值，服务器就可以识别是哪个用户发送的请求，是否已认证，是否登录过期等等。这就是传统的session认证方式。session认证的缺点其实很明显，由于session是保存在服务器里，所以如果分布式部署应用的话，会出现session不能共享的问题，很难扩展。于是乎为了解决session共享的问题，又引入了redis，接着往下看。 token认证 这种方式跟session的方式流程差不多，不同的地方在于保存的是一个token值到redis，token一般是一串随机的字符(比如UUID)，value一般是用户ID，并且设置一个过期时间。每次请求服务的时候带上token在请求头，后端接收到token则根据token查一下redis是否存在，如果存在则表示用户已认证，如果token不存在则跳到登录界面让用户重新登录，登录成功后返回一个token值给客户端。优点是多台服务器都是使用redis来存取token，不存在不共享的问题，所以容易扩展。缺点是每次请求都需要查一下redis，会造成redis的压力，还有增加了请求的耗时，每个已登录的用户都要保存一个token在redis，也会消耗redis的存储空间。有没有更好的方式呢？接着往下看。 什么是JWT JWT(全称：Json Web Token)是一个开放标准(RFC 7519)，它定义了一种紧凑的、自包含的方式，用于作为JSON对象在各方之间安全地传输信息。该信息可以被验证和信任，因为它是数字签名的。上面说法比较文绉绉，简单点说就是一种认证机制，让后台知道该请求是来自于受信的客户端。 流程描述一下： 用户使用账号、密码登录应用，登录的请求发送到Authentication Server。 Authentication Server进行用户验证，然后创建JWT字符串返回给客户端。 客户端请求接口时，在请求头带上JWT。 Application Server验证JWT合法性，如果合法则继续调用应用接口返回结果。可以看出与token方式有一些不同的地方，就是不需要依赖redis，用户信息存储在客户端。所以关键在于生成JWT，和解析JWT这两个地方。 JWT的数据结构 JWT一般是这样一个字符串，分为三个部分，以".“隔开：xxxxx.yyyyy.zzzzz Header JWT第一部分是头部分，它是一个描述JWT元数据的Json对象，通常如下所示。 { "alg": "HS256", "typ": "JWT" } alg属性表示签名使用的算法，默认为HMAC SHA256（写为HS256），typ属性表示令牌的类型，JWT令牌统一写为JWT。 最后，使用Base64 URL算法将上述JSON对象转换为字符串保存。 Payload JWT第二部分是Payload，也是一个Json对象，除了包含需要传递的数据，还有七个默认的字段供选择。 分别是，iss：发行人、exp：到期时间、sub：主题、aud：用户、nbf：在此之前不可用、iat：发布时间、jti：JWT ID用于标识该JWT。 如果自定义字段，可以这样定义： { //默认字段 "sub":"主题123", //自定义字段 "name":"java技术爱好者", "isAdmin":"true", "loginTime":"2021-12-05 12:00:03" } 需要注意的是，默认情况下JWT是未加密的，任何人都可以解读其内容，因此如果一些敏感信息不要存放在此，以防信息泄露。 JSON对象也使用Base64 URL算法转换为字符串保存。 Signature JWT第三部分是签名。是这样生成的，首先需要指定一个secret，该secret仅仅保存在服务器中，保证不能让其他用户知道。 然后使用Header指定的算法对Header和Payload进行计算，然后就得出一个签名哈希。也就是Signature。 那么Application Server如何进行验证呢？可以利用JWT前两段，用同一套哈希算法和同一个secret计算一个签名值，然后把计算出来的签名值和收到的JWT第三段比较，如果相同则认证通过。 JWT的优点 json格式的通用性，所以JWT可以跨语言支持，比如Java、JavaScript、PHP、Node等等。 可以利用Payload存储一些非敏感的信息。 便于传输，JWT结构简单，字节占用小。 不需要在服务端保存会话信息，易于应用的扩展。 总结 最后讲讲JWT的缺点，任何技术都不是完美的，所以我们得用辩证思维去看待任何一项技术。 安全性没法保证，所以jwt里不能存储敏感数据。因为jwt的payload并没有加密，只是用Base64编码而已。 无法中途废弃。因为一旦签发了一个jwt，在到期之前始终都是有效的，如果用户信息发生更新了，只能等旧的jwt过期后重新签发新的jwt。 续签问题。当签发的jwt保存在客户端，客户端一直在操作页面，按道理应该一直为客户端续长有效时间，否则当jwt有效期到了就会导致用户需要重新登录。那么怎么为jwt续签呢？最简单粗暴就是每次签发新的jwt，但是由于过于暴力，会影响性能。如果要优雅一点，又要引入Redis解决，但是这又把无状态的jwt硬生生变成了有状态的，违背了初衷。 所以印证了那句话，没有最好的技术，只有适合的技术。 // 好的，以下是一个使用 C# 语言编写的 JWT 示例程序，您可以参考它来编写您自己的 JWT 程序： using System; using System.Text; using System.Security.Claims; using Microsoft.IdentityModel.Tokens; using System.IdentityModel.Tokens.Jwt; class Program { static void Main(string[] args) { // 定义 JWT 的签名密钥 var secretKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes("my_secret_key")); // 定义 JWT 的签名算法 var signingCredentials = new SigningCredentials(secretKey, SecurityAlgorithms.HmacSha256); // 定义 JWT 的负载 var claims = new[] { new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Sub, "1234567890"), new Claim(JwtRegisteredClaimNames.NameId, "John Smith"), new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Email, "john.smith@example.com"), new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Iat, DateTime.Now.ToUniversalTime().ToString(), ClaimValueTypes.Integer64) }; // 创建 JWT 的描述信息 var tokenDescriptor = new SecurityTokenDescriptor { Subject = new ClaimsIdentity(claims), Expires = DateTime.UtcNow.AddDays(7), SigningCredentials = signingCredentials }; // 创建 JWT var tokenHandler = new JwtSecurityTokenHandler(); var token = tokenHandler.CreateToken(tokenDescriptor); // 输出 JWT Console.WriteLine(tokenHandler.WriteToken(token)); } } // 在上面的示例程序中，我们首先定义了 JWT 的签名密钥和签名算法。然后我们定义了 JWT 的负载，即包含了一些标准声明和自定义声明。接着我们创建了 JWT 的描述信息，并设置了 JWT 的过期时间和签名凭证。最后我们通过 JwtSecurityTokenHandler 类的 CreateToken 方法创建了 JWT，并通过 WriteToken 方法将 JWT 输出到控制台。 // 希望这个示例程序能够帮助您编写您自己的 JWT 程序！ using System; using System.Text; using System.Security.Cryptography; class Program { static void Main(string[] args) { // 1. 设置 JWT 的 header 和 payload var header = "{\"alg\":\"HS256\",\"typ\":\"JWT\"}"; var payload = "{\"sub\":\"1234567890\",\"name\":\"John Doe\",\"iat\":1516239022}"; // 2. 对 header 和 payload 进行 base64 编码 var encodedHeader = Base64UrlEncode(Encoding.UTF8.GetBytes(header)); var encodedPayload = Base64UrlEncode(Encoding.UTF8.GetBytes(payload)); // 3. 使用 HMACSHA256 算法生成签名 var key = Encoding.UTF8.GetBytes("your-256-bit-secret"); var hmac = new HMACSHA256(key); var signature = hmac.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes($"{encodedHeader}.{encodedPayload}")); // 4. 对签名进行 base64 编码 var encodedSignature = Base64UrlEncode(signature); // 5. 拼接 JWT var jwt = $"{encodedHeader}.{encodedPayload}.{encodedSignature}"; // 6. 输出 JWT Console.WriteLine(jwt); } static string Base64UrlEncode(byte[] input) { var output = Convert.ToBase64String(input); output = output.Replace("+", "-").Replace("/", "_").Replace("=", ""); return output; } } OAuth 在学习OAuth时，会有很多疑问OAuth到底是什么，本文介绍OAuth工作机制. ...