nodejs实现jwt

jwt是json web token的简称，本文介绍它的原理，最后后端用nodejs自己实现如何为客户端生成令牌token和校验token

1.为什么需要会话管理

我们用nodejs为前端或者其他服务提供resful接口时，http协议他是一个无状态的协议，有时候我们需要根据这个请求的上下获取具体的用户是否有权限，针对用户的上下文进行操作。所以出现了cookies session还有jwt这几种技术的出现， 都是对HTTP协议的一个补充。使得我们可以用HTTP协议+状态管理构建一个的面向用户的WEB应用。

2.session和cookies

session和cookies是有联系的，session就是服务端在客户端cookies种下的session_id, 服务端保存session_id所对应的当前用户所有的状态信息。每次客户端请求服务端都带上cookies中的session_id, 服务端判断是否有具体的用户信息，如果没有就去调整登录。

• cookies安全性不好，攻击者可以通过获取本地cookies进行欺骗或者利用cookies进行CSRF攻击。
• cookies在多个域名下，会存在跨域问题
• session的信息是保存在服务端上面的，当我们node.js在stke部署多台机器的时候，需要解决共享session，所以引出来session持久化问题，所以session不支持分布式架构，无法支持横向扩展，只能通过数据库来保存会话数据实现共享。如果持久层失败会出现认证失败。

3.jwt的定义

jwt是json web token的全称，他解决了session以上的问题，优点是服务器不保存任何会话数据，即服务器变为无状态，使其更容易扩展，什么情况下使用jwt比较合适，我觉得就是授权这个场景，因为jwt使用起来轻便，开销小，后端无状态，所以使用比较广泛。

4.jwt的原理

JWT 的原理是，服务器认证以后，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"
}
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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。

5.jwt的认证流程

流程说明：

1. 浏览器发起请求登陆，携带用户名和密码；
2. 服务端根据用户名和明码到数据库验证身份，根据算法，将用户标识符打包生成 token,
3. 服务器返回JWT信息给浏览器，JWT不应该包含敏感信息，这是很重要的一点
4. 浏览器发起请求获取用户资料，把刚刚拿到的 token一起发送给服务器，一般放在header里面，字段为authorization
5. 服务器发现数据中有 token，decode token的信息，然后再次签名，验明正身；
6. 服务器返回该用户的用户资料；
7. 服务器可以在payload设置过期时间， 如果过期了，可以让客户端重新发起验证。

6.jwt的数据结构

jwt包含了使用.风格的三个部分

Header头部

{
    "alg": "HS256", "typ": "JWT"}   
// algorithm => HMAC SHA256
// type => JWT
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这是固定的写法，alg表面要用的是HS256算法

Payload 负载、载荷，JWT 规定了7个官方字段

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
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除了这七个，可以自定义，比如过期时间

参考nodejs进阶视频讲解：进入学习

Signature 签名

对前两部分header和payload进行签名，防止数据篡改

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." +
  base64UrlEncode(payload),
  secret)
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secret是一段字符串，后端保存，需要注意的是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。

7.jwt使用方式

HTTP 请求的头信息Authorization字段里面, Bearer也是规定好的

Authorization<