JWT token

1、基于token方式认证方式**

它的交互流程是，用户认证成功后，服务端生成一个token发给客户端，客户端可以放到 cookie 或 localStorage等存储中，每次请求时带上 token，服务端收到token通过验证后即可确认用户身份。Redis 存的用户信息 共享session （分布式中）
基于session的认证方式由Servlet规范定制，服务端要存储session信息需要占用内存资源，客户端需要支持cookie；基于token的方式则一般不需要服务端存储token，并且不限制客户端的存储方式。如今移动互联网时代更多类型的客户端需要接入系统，系统多是采用前后端分离的架构进行实现，所以基于token的方式更适合。

2、什么是JWT

Json web token (JWT), 是为了在网络应用环境间传递声明而执行的一种基于JSON的开放标准（(RFC 7519).该token被设计为紧凑且安全的，特别适用于分布式站点的单点登录（SSO）场景。JWT的声明一般被用来在身份提供者和服务提供者间传递被认证的用户身份信息，以便于从资源服务器获取资源，也可以增加一些额外的其它业务逻辑所必须的声明信息，该token也可直接被用于认证，也可被加密【可解析的】。
官网： https://jwt.io/

3、跨域认证问题

互联网服务离不开用户认证。一般流程是下面这样。

• 用户向服务器发送用户名和密码。

• 服务器验证通过后，在当前对话（session）里面保存相关数据，比如用户角色、登录时间等等。

• 服务器向用户返回一个 jsession_id，写入用户的 Cookie。

• 用户随后的每一次请求，都会通过 Cookie，将 session_id 传回服务器。

• 服务器收到 session_id，找到前期保存的数据，由此得知用户的身份
  。
  这种模式的问题在于，扩展性（scaling）不好。单机当然没有问题，如果是服务器集群，或者是跨域的服务导向架构，就要求 session 数据共享，每台服务器都能够读取 session。
  举例来说，A 网站和 B 网站是同一家公司的关联服务。现在要求，用户只要在其中一个网站登录，再访问另一个网站就会自动登录，请问怎么实现？

一种解决方案是 session 数据持久化，写入数据库或别的持久层。各种服务收到请求后，都向持久层请求数据。这种方案的优点是架构清晰，缺点是工程量比较大。另外，持久层万一挂了，就会单点失败。
另一种方案是服务器索性不保存 session 数据了，所有数据都保存在客户端，每次请求都发回服务器。JWT 就是这种方案的一个代表。 服务器不存数据，客户端存，服务器解析就行了

4、JWT 的原理

JWT 的原理是，服务器认证成功以后，生成一个 JSON 对象，发回给用户，就像下面这样。
{
“姓名”: “张三”,
“角色”: “管理员”,
“到期时间”: “2018年7月1日0点0分”
}
+以后，用户与服务端通信的时候，都要发回这个 JSON 对象。服务器完全只靠这个对象认定用户身份。为了防止用户篡改数据，服务器在生成这个对象的时候，会加上签名（详见后文）。
服务器就不保存任何 session 数据了，也就是说，服务器变成无状态了，从而比较容易实现扩展。
JWT 的数据结构
实际的 JWT 大概就像下面这样
它是一个很长的字符串，中间用点（.）分隔成三个部分。注意，JWT 内部是没有换行的，这里只是为了便于展示，将它写成了几行。
JWT 的三个部分依次如下。
面试问题： jwt知道吗？谈谈你的理解（由浅入深的聊）

• Header（头部）
• Payload（负载）
• Signature（签名）

5、Header(头部）

Header 部分是一个 JSON 对象，描述 JWT 的元数据，通常是下面的样子。
{
“alg”: “HS256”,
“typ”: “JWT”
}
上面代码中，alg属性表示签名的算法（algorithm），默认是 HMAC SHA256（写成 HS256）；typ属性表示这个令牌（token）的类型（type），JWT 令牌统一写为JWT。
最后，将上面的 JSON 对象使用 Base64URL 算法转成字符串。

6、Payload（负载）

Payload 部分也是一个 JSON 对象，用来存放实际需要传递的数据。JWT 规定了7个官方字段，供选用。
iss (issuer)：签发人
exp (expiration time)：过期时间
sub (subject)：主题
aud (audience)：受众
nbf (Not Before)：生效时间
iat (Issued At)：签发时间
jti (JWT ID)：编号
除了官方字段，你还可以在这个部分定义私有字段，下面就是一个例子。
{
“sub”: “1234567890”,
“name”: “John Doe”,
“admin”: true
}
注意，JWT 默认是不加密的，任何人都可以读到，所以不要把秘密信息（密码，手机号等）放在这个部分。
这个 JSON 对象也要使用 Base64URL 算法转成字符串。

7、Signature（签名，保证数据安全性的）

Signature 部分是对前两部分的签名，防止数据篡改。
首先，需要指定一个密钥（secret）。这个密钥只有服务器才知道，不能泄露给用户。然后，使用 Header 里面指定的签名算法（默认是 HMAC SHA256），按照下面的公式产生签名。
HMACSHA256(
base64UrlEncode(header) + “.” +
base64UrlEncode(payload),
secret)
算出签名以后，把 Header、Payload、Signature 三个部分拼成一个字符串，每个部分之间用"点"（.）分隔，就可以返回给用户。

Base64URL（转码）

前面提到，Header 和 Payload 串型化的算法是 Base64URL。这个算法跟 Base64 算法基本类似，但有一些小的不同。
JWT 作为一个令牌（token），有些场合可能会放到 URL（比如 api.example.com/?token=xxx）。Base64 有三个字符+、/和=，在 URL 里面有特殊含义，所以要被替换掉：=被省略、+替换成-，/替换成_ 。这就是 Base64URL 算法。

JWT 的使用方式【重点】

客户端收到服务器返回的 JWT，可以储存在 Cookie 里面，也可以储存在 localStorage。
此后，客户端每次与服务器通信，都要带上这个 JWT。你可以把它放在 Cookie 里面自动发送，但是这样不能跨域，所以更好的做法是放在 HTTP 请求的头信息Authorization字段里面。
Authorization: Bearer jwt
另一种做法是，跨域的时候，JWT 就放在 POST 请求的数据体里面。

/**
 * 用于生成和解析JWT
 */
public class JWTUtils {
    /**
     * 声明一个秘钥
     */
    public static final String SECRET = "leige";


    /**
     * 生成JWT
     *
     * @param userId   用户编号
     * @param username 用户名
     * @param auth     用户权限
     */
    public static String createToken(Integer userId, String username) {
        //得到当前的系统时间
        Date currentDate = new Date();
        //根据当前时间计算出过期时间 定死为5分钟
        Date expTime = new Date(currentDate.getTime() + (1000 * 60 * 5));
        //组装头数据
        Map<String, Object> header = new HashMap<>();
        header.put("alg", "HS256");
        header.put("typ", "JWT");
        return JWT.create()
                .withHeader(header) //头
                .withClaim("userId", userId) //自定义数据
                .withClaim("username", username) //自定义数据
                .withIssuedAt(currentDate) //（签发）创建时间
                .withExpiresAt(expTime)//过期时间
                .sign(Algorithm.HMAC256(SECRET));//签名
    }

  
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 /**
     * 验证JWT并解析
     *
     * @param token 要验证的jwt的字符串
     */
    public static Boolean verifyToken(String token) {
        try{
            // 使用秘钥创建一个解析对象
            JWTVerifier jwtVerifier=JWT.require(Algorithm.HMAC256(SECRET)).build();
            //验证JWT  无异常表示成功
            DecodedJWT decodedJWT = jwtVerifier.verify(token);
            return true;
        }catch (TokenExpiredException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return false;
    }

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 /**
     * 获取JWT里面相前的用户编号
     */
    public static Integer getUserId(String token){
        try{
            // 使用秘钥创建一个解析对象
            JWTVerifier jwtVerifier=JWT.require(Algorithm.HMAC256(SECRET)).build();
            //验证JWT
            DecodedJWT decodedJWT = jwtVerifier.verify(token);
            Claim userId = decodedJWT.getClaim("userId");
            return userId.asInt();
        }catch (TokenExpiredException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
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    /**
     * 获取JWT里面相前的用户名
     */
    public static String getUsername(String token){
        try{
            // 使用秘钥创建一个解析对象
            JWTVerifier jwtVerifier=JWT.require(Algorithm.HMAC256(SECRET)).build();
            //验证JWT
            DecodedJWT decodedJWT = jwtVerifier.verify(token);
            Claim username = decodedJWT.getClaim("username");
            return username.asString();
        }catch (TokenExpiredException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
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项目中运用token

@Component
public class TokenUtil {
    @Value("${token.secretKey}")
    private String key;//秘钥字符串
    /**
     * 生成token
     * @param payLoad jjwt 负载数据传入的map
     * @param minute  到期时间 单位 分钟
     * @return
     */
    public String createJwt(Map<String, Object> payLoad, int minute) {
        /*创建私钥对象*/
        SecretKey secretKey = Keys.hmacShaKeyFor(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        /*通过私钥 创建token*/
        String token = Jwts.builder().signWith(secretKey, SignatureAlgorithm.HS256)//加密算法
                .setExpiration(DateUtils.addMinutes(new Date(), minute))//到期时间
                .setIssuedAt(new Date())//签发时间
                .setId(UUID.randomUUID().toString().replace("-", ""))//jwt的唯一表示
                .addClaims(payLoad)// 添加 负载自定义数据
                .compact();
        return token;
    }


    /**
     * 解析token  验证token
     * @param jwt   token
     * @return  负载对象，如果解析成功  claims不为空  反之说明 解析失败
     */
    public Claims readJwt(String jwt){
        Claims claims =null;
        try {
            /*创建私钥对象*/
            SecretKey secretKey = Keys.hmacShaKeyFor(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            claims = Jwts.parserBuilder().setSigningKey(secretKey)
                    .build().parseClaimsJws(jwt)
                    .getBody();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return claims;
    }
}

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登录controller

 /*登录*/
    @PostMapping("/v1/token/accessToken")
    public Result accessToken(@RequestBody UserParam userParam){

        System.out.println("登录");
        Result result = Result.FAIL();
        /*1 检查参数*/
        if (!CommonUtil.checkPhone(userParam.getPhone())
                ||userParam.getCode()==null
                ||userParam.getCode().length()!=6
                ||userParam.getLoginPassword()==null
                ||userParam.getLoginPassword().length()!=32
        ){
            result.setCodeEnum(Code.QUERY_PARAM_ERROR);
            return result;
        }
        /*2检验 登录验证码*/
        if (!smsService.checkCode(userParam.getPhone(), userParam.getCode(), "login")){
            result.setCodeEnum(Code.SMS_CODE_INVALIDATE);
            return result;
        }
        /*3登录验证*/
        User user = userService.userLogin(userParam.getPhone(),userParam.getLoginPassword());
        if (user==null){
            result.setCodeEnum(Code.SMS_LOGIN_ERROR);
            return result;
        }
        try {
            /*4生成token     单点登陆 payLoad负载*/
            Map<String,Object> payLoad = new HashMap<>();
            payLoad.put("uid",user.getId());
            payLoad.put("name",user.getName());
            String jwt = tokenUtil.createJwt(payLoad, 120);
            /*5 响应token---- （可以存入redis中 用于 退出登录）*/
            result=Result.SUCCESS();
            result.setAccessToken(jwt);
            /*补充 前端 储存的数据*/
            Map<String,Object> userView = new HashMap<>();
            userView.put("uid",user.getId());
            userView.put("name",user.getName());
            userView.put("phone",user.getPhone());
            result.setObject(userView);

        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
            result.setCodeEnum(Code.TOKEN_CREATE_ERROR);
        }
        return result;
    }

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controller拦截器

@Component
public class TokenInterceptor implements HandlerInterceptor {
    @Autowired
    private TokenUtil tokenUtil;
    /*执行controller方法前执行*/
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        response.setContentType("text/json;charset=utf-8");
        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        System.out.println("执行controller方法前执行");
        /*1获取请求同中的 token*/
        String authorization = request.getHeader("Authorization");
        Result result = Result.FAIL();
        result.setCodeEnum(Code.TOKEN_INVALIDATE);//token生效
        String json = JSONObject.toJSONString(result);
        /*判断 是否有token  和 是否 符合token传递规范   是否包含contains*/
        if (authorization==null||!authorization.contains("Bearer ")){
            /*没有token*/
            System.out.println("没有token");
            /*响应数据*/
            response.getWriter().write(json);
            return false;//拦截
        }
        String token= authorization.replace("Bearer ","");
        /*2 解析token*/
        Claims claims = tokenUtil.readJwt(token);
        if (claims==null){
            /*token非法*/
            System.out.println("token非法");

            response.getWriter().write(json);
            return false;//拦截
        }
        /*3 从请求头中获取 uid  比较  token 中的 uid  判断是否是同一个用户*/
        String uid = request.getHeader("uid");
        String tUid = claims.get("uid").toString();
        if (!uid.equals(tUid)){
            /*不是同一个用户*/
            System.out.println("不是同一个用户");
            response.getWriter().write(json);
            return false;//拦截
        }
        /*传递  uid*/
        System.out.println("用户"+tUid);
        request.setAttribute("uid",tUid);
        /*4 放行*/
        return true;
    }
}
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配置拦截器

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@Configuration
public class WebMvcConfiguration implements WebMvcConfigurer {

    @Autowired
    private TokenInterceptor tokenInterceptor;

    /*可以从配置文件中读取*/
    String[] pathPatterns={
        "/v1/user/info",
        "/v1/user/investment"
    };

    String[] excludePathPatterns={

    };
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(tokenInterceptor)
                .addPathPatterns(pathPatterns)//拦截路径 请求将被controller拦截器 拦截
                .excludePathPatterns(excludePathPatterns)//过滤路径
        ;

    }
}

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前端token

main.js

/* 请求拦截器 */
axios.interceptors.request.use(function(config){
  //判断需要token的访问服务器地址，加入token  config.url请求路径
  console.log( "axios.interceptors.request url="+config.url);
  // if('/api/v1/user/realname'== config.url || '/api/v1/user/info' == config.url) {
  //   //在Header中添加token Authorization: Bearer 
  //   //从sessonStorage获取token
  //   if(window.sessionStorage.getItem("accessToken")){
  //     config.headers['Authorization']="Bearer " + window.sessionStorage.getItem("accessToken");
  //     config.headers['uid']= JSON.parse(window.sessionStorage.getItem("userInfo")).uid;
  //   }
  // }
  if(window.sessionStorage.getItem("accessToken")){
  //每次请求发送token  和 uid
    config.headers['Authorization']="Bearer " + window.sessionStorage.getItem("accessToken");
    config.headers['uid']= JSON.parse(window.sessionStorage.getItem("userInfo")).uid;
  }
  return config;
},function(err){

})

/* 响应拦截器 请求无token  响应回到登录页面*/
axios.interceptors.response.use(function(resp){
  if(resp.data.code==4003){
    /* 重新登录 */
    setTimeout(function(){
      window.location.href="/page/login"
    },500)
  }
  return resp;
},function(err){

})
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