SpringBoot集成JWT

sixkey大约 8 分钟

SpringBoot集成JWT

前言

JSON Web Token（JSON Web令牌）

是一个开放标准(rfc7519)，它定义了一种紧凑的、自包含的方式，用于在各方之间以JSON对象安全地传输信息。此信息可以验证和信任，因为它是数字签名的。jwt可以使用秘密〈使用HNAC算法）或使用RSA或ECDSA的公钥/私钥对进行签名。

通过JSON形式作为Web应用中的令牌，用于在各方之间安全地将信息作为JSON对象传输。在数据传输过程中还可以完成数据加密、签名等相关处理。

JWT作用：

授权：一旦用户登录，每个后续请求将包括JWT，从而允许用户访问该令牌允许的路由，服务和资源。它的开销很小并且可以在不同的域中使用。如：单点登录。信息交换：在各方之间安全地传输信息。JWT可进行签名（如使用公钥/私钥对)，因此可确保发件人。由于签名是使用标头和有效负载计算的，因此还可验证内容是否被篡改。

http协议本身是一种无状态的协议，如果用户向服务器提供了用户名和密码来进行用户认证，下次请求时，用户还要再一次进行用户认证才行。因为根据http协议，服务器并不能知道是哪个用户发出的请求，所以为了让我们的应用能识别是哪个用户发出的请求，我们只能在服务器存储─份用户登录的信息，这份登录信息会在响应时传递给浏览器，告诉其保存为cookie,以便下次请求时发送给我们的应用，这样应用就能识别请求来自哪个用户。

1.2.暴露的问题

用户经过应用认证后，应用都要在服务端做一次记录，以方便用户下次请求的鉴别，通常而言session都是保存在内存中，而随着认证用户的增多，服务端的开销会明显增大；用户认证后，服务端做认证记录，如果认证的记录被保存在内存中的话，用户下次请求还必须要请求在这台服务器上，这样才能拿到授权的资源。在分布式的应用上，限制了负载均衡器的能力。以此限制了应用的扩展能力； session是基于cookie来进行用户识别，cookie如果被截获，用户很容易受到CSRF（跨站伪造请求攻击)攻击；在前后端分离系统中应用解耦后增加了部署的复杂性。通常用户一次请求就要转发多次。如果用session每次携带sessionid到服务器，服务器还要查询用户信息。同时如果用户很多。这些信息存储在服务器内存中，给服务器增加负担。还有就是sessionid就是一个特征值，表达的信息不够丰富。不容易扩展。而且如果你后端应用是多节点部署。那么就需要实现session共享机制。不方便集群群用。

2.JWT认证

2.1.认证流程

前端通过Web表单将自己的用户名和密码发送到后端的接口。该过程一般是HTTP的POST请求。建议的方式是通过SSL加密的传输(https协议)，从而避免敏感信息被嗅探。后端核对用户名和密码成功后，将用户的id等其他信息作为JWT Payload(负载)，将其与头部分别进行Base64编码拼接后签名，形成一个JWT(Token)。后端将JWT字符串作为登录成功的返回结果返回给前端。前端可以将返回的结果保存在localStorage（浏览器本地缓存）或sessionStorage（session缓存）上，退出登录时前端删除保存的JWT即可。前端在每次请求时将JWT放入HTTP的Header中的Authorization位。(解决XSS和XSRF问题）HEADER 后端检查是否存在，如存在验证JWT的有效性。例如，检查签名是否正确﹔检查Token是否过期;检查Token的接收方是否是自己(可选） ·验证通过后后端使用JWT中包含的用户信息进行其他逻辑操作，返回相应结果。

2.2.JWT优点

简洁(Compact)：可以通过URL，POST参数或者在HTTP header发送，数据量小，传输速度也很快；自包含(Self-contained)：负载中包含了所有用户所需要的信息，避免了多次查询数据库； Token是以JSON加密的形式保存在客户端，所以JWT是跨语言的，原则上任何web形式都支持。不需要在服务端保存会话信息，特别适用于分布式微服务。

3.JWT结构

就是令牌token，是一个String字符串，由3部分组成，中间用点隔开

令牌组成：

标头（Header）
有效载荷（Payload）
签名（Signature）
token格式：head.payload.singurater 如：xxxxx.yyyy.zzzz

Header：有令牌的类型和所使用的签名算法，如HMAC、SHA256、RSA；使用Base64编码组成；（Base64是一种编码，不是一种加密过程，可以被翻译成原来的样子）

{
	"alg" : "HS256",
	"type" : "JWT"
}

Payload ：有效负载，包含声明；声明是有关实体（通常是用户）和其他数据的声明，不放用户敏感的信息，如密码。同样使用Base64编码

{
	"sub" : "123",
	"name" : "John Do",
	"admin" : true
}

Signature ：前面两部分都使用Base64进行编码，前端可以解开知道里面的信息。Signature需要使用编码后的header和payload 加上我们提供的一个密钥，使用header中指定的签名算法(HS256)进行签名。签名的作用是保证JWT没有被篡改过

HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret);

**签名目的：**签名的过程实际上是对头部以及负载内容进行签名，防止内容被窜改。如果有人对头部以及负载的内容解码之后进行修改，再进行编码，最后加上之前的签名组合形成新的JWT的话，那么服务器端会判断出新的头部和负载形成的签名和JWT附带上的签名是不一样的。如果要对新的头部和负载进行签名，在不知道服务器加密时用的密钥的话，得出来的签名也是不一样的。

信息安全问题：Base64是一种编码，是可逆的，适合传递一些非敏感信息；JWT中不应该在负载中加入敏感的数据。如传输用户的ID被知道也是安全的，如密码不能放在JWT中；JWT常用于设计用户认证、授权系统、web的单点登录。

4.JWT使用

4.1.引入依赖

<!--引入JWT-->
<dependency>
    <groupId>com.auth0</groupId>
    <artifactId>java-jwt</artifactId>
    <version>3.10.0</version>
</dependency>

4.2 生成token

@Component
public class JWTUtils {

    /**
     * 生成Token
     * @param userId
     * @param password
     * @return
     */
    public static String genToken(String userId,String password){
        return JWT.create().withAudience(userId) //将userId保存到token里面，作为载荷
                .withExpiresAt(DateUtil.offsetHour(new Date(),2)) //2小时后token过期
                .sign(Algorithm.HMAC256(password));
    }

4.3 使用设置好的token配置拦截器

public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
    @Autowired
    private IUserService userService;
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {

        //从请求头里面获取token
        String token = request.getHeader("token");
        //如果不是映射到方法直接通过
        if(!(handler instanceof HandlerMethod)){
            return true;
        }
        //执行认证
        if(StrUtil.isBlank(token)){
            throw new TokenIsEmptyException("无token,请重新登录!");
        }
        //获取 token中的userId
        String userId;
        try {
            userId = JWT.decode(token).getAudience().get(0);
            //根据token中的userId查询数据库

        }catch (JWTDecodeException j) {
            throw new TokenVerifyFeildException("token验证失败,请重新登录!");
        }
        UserDTO user = userService.getById(Integer.valueOf(userId));
        if(user == null){
            throw new UsernameNotFoundException("用户不存在，请重新登录!");
        }
        //用户密码加签验证:token
        JWTVerifier jwtVerifier = JWT.require(Algorithm.HMAC256(user.getPassword())).build();
        try {
            jwtVerifier.verify(token);//验证token
        }catch (JWTVerificationException e){
            throw new TokenVerifyFeildException("token验证失败,请重新登录!");
        }
        return true;
    }
}

4.4 注册拦截器

@Configuration
public class LoginInterceptorConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        //所谓白名单就是用户没有登录就可以访问的路径
        //黑名单就是用户没有登录就不可以访问的路径
        //1.创建自定义的拦截器对象
        //2.配置白名单并存放在一个List集合
        List<String> patters = new ArrayList<>();
        patters.add("/users/login");
        patters.add("/**/export");
        patters.add("/**/import");

        //registry.addInterceptor(interceptor);完成拦截
        // 器的注册,后面的addPathPatterns表示拦截哪些url
        //这里的参数/**表示所有请求,再后面的excludePathPatterns表
        // 示有哪些是白名单,且参数是列表
        registry.addInterceptor(loginInterceptor())
                .addPathPatterns("/**")
                .excludePathPatterns(patters);
    }

    @Bean
    public LoginInterceptor loginInterceptor(){
        return new LoginInterceptor();
    }
}

4.5 在request.js文件中配置前端拦截器

// request 拦截器
// 可以自请求发送前对请求做一些处理
// 比如统一加token，对请求参数统一加密
request.interceptors.request.use(config => {
    config.headers['Content-Type'] = 'application/json;charset=utf-8';
    let user = localStorage.getItem("user") ? JSON.parse(localStorage.getItem("user")) : {}
    if(user){
        config.headers['token'] = user.token;  // 设置请求头
    }
    return config
}, error => {
    return Promise.reject(error)
});

SpringBoot集成JWT

SpringBoot集成JWT

前言

JSON Web Token（JSON Web令牌）

JWT作用：

1.传统Session

1.1认证方式

1.2.暴露的问题

2.JWT认证

2.1.认证流程

2.2.JWT优点

3.JWT结构

4.JWT使用

4.1.引入依赖

4.2 生成token

4.3 使用设置好的token配置拦截器

4.4 注册拦截器

4.5 在request.js文件中配置前端拦截器