前言
最近在做一個Python項目的改造，將python項目重構為Java項目，過程中遇到了這個知識點，覺得這個蠻實用的，所以下班后回來趁熱打鐵寫下這篇總結，希望后面的人能夠有所借鑒，少走彎路。
一、優勢簡介
JSON Web Tokens簡稱jwt，是rest接口的一種安全策略。本身有很多的優勢：
解決跨域問題：這種基于Token的訪問策略可以克服cookies的跨域問題。
服務端無狀態可以橫向擴展，Token可完成認證，無需存儲Session。
系統解耦，Token攜帶所有的用戶信息，無需綁定一個特定的認證方案，只需要知道加密的方法和密鑰就可以進行加密解密，有利于解耦。
防止跨站點腳本攻擊，沒有cookie技術，無需考慮跨站請求的安全問題。
二、原理簡介
JSON Web Tokens的格式組成，jwt是一段被base64編碼過的字符序列，用點號分隔，一共由三部分組成，頭部header，消息體playload和簽名sign。
1.jwt的頭部Header是json格式：
{ "typ":"JWT", "alg":"HS256", "exp":1491066992916}其中typ是type的簡寫，代表該類型是JWT類型，加密方式聲明是HS256，exp代表當前時間.
2.jwt的消息體Playload
{ "userid":"123456", "iss":"companyName"}消息體的具體字段可根據業務需要自行定義和添加，只需在解密的時候注意拿字段的key值獲取value。
3.簽名sign的生成
最后是簽名，簽名的生成是把header和playload分別使用base64url編碼,接著用'.‘把兩個編碼后的字符串連接起來，再把這拼接起來的字符串配合密鑰進行HMAC SHA-256算法加密，最后再次base64編碼下，這就拿到了簽名sign. 最后把header和playload和sign用'.‘ 連接起來就生成了整個JWT。
三、校驗簡介
整個jwt的結構是由header.playload.sign連接組成，只有sign是用密鑰加密的，而所有的信息都在header和playload中可以直接獲取，sign的作用只是校驗header和playload的信息是否被篡改過，所以jwt不能保護數據，但以上的特性可以很好的應用在權限認證上。
1.加密
比如要加密驗證的是userid字段，首先按前面的格式組裝json消息頭header和消息體playload，按header.playload組成字符串，再根據密鑰和HS256加密header.playload得到sign簽名，最后得到jwtToken為header.playload.sign，在http請求中的url帶上參數想后端服務請求認證。
2. 解密
后端服務校驗jwtToken是否有權訪問接口服務，進行解密認證，如校驗訪問者的userid，首先
用將字符串按.號切分三段字符串，分別得到header和playload和sign。然后將header.playload拼裝用密鑰和HAMC SHA-256算法進行加密然后得到新的字符串和sign進行比對，如果一樣就代表數據沒有被篡改，然后從頭部取出exp對存活期進行判斷，如果超過了存活期就返回空字符串，如果在存活期內返回userid的值。
四、代碼示例
1.python代碼的加密解密
#!/usr/bin/env python# coding: utf-8from itsdangerous import BadTimeSignature, SignatureExpiredfrom itsdangerous import TimedJSONWebSignatureSerializer as SerializerAPP_SECRET_KEY="secret"MAX_TOKEN_AGE=1800token_generator = Serializer(APP_SECRET_KEY, expires_in=MAX_TOKEN_AGE)def generate_auth_token(userid): access_token = token_generator.dumps({"userid":userid}) return access_tokendef verify_token(token): try: user_auth = token_generator.loads(token) print type(token_generator) except SignatureExpired as e: raise e except BadTimeSignature as e: raise e return user_auth2. java代碼的加密解密
package api.test.util;import java.io.UnsupportedEncodingException;import java.security.InvalidKeyException;import java.security.NoSuchAlgorithmException;import javax.crypto.Mac;import javax.crypto.SecretKey;import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;import org.apache.commons.codec.binary.Base64;import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;import org.springframework.stereotype.Component;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import net.sf.json.JSONObject;/** * jwt加解密實現 * * @author zhengsc */@Slf4jpublic class TokenUtil { private String ISSUER = "companyName"; // 機構 private String APP_SECRET_KEY = "secret"; // 密鑰 private long MAX_TOKEN_AGE = 1800; // 存活期 /** * 生成userId的accessToken * * @param userid * @return */ public String generateAccessToken(String userid) { JSONObject claims = new JSONObject(); claims.put("iss", ISSUER); claims.put("userid", userid); String accessToken = sign(claims, APP_SECRET_KEY); return accessToken; } /** * 解密程序返回userid * * @param token * @return */ public String verifyToken(String token) { String userid = ""; try { String[] splitStr = token.split("http://."); String headerAndClaimsStr = splitStr[0] + "." +splitStr[1]; String veryStr = signHmac256(headerAndClaimsStr, APP_SECRET_KEY); // 校驗數據是否被篡改 if (veryStr.equals(splitStr[2])) { String header = new String(Base64.decodeBase64(splitStr[0]),"UTF-8"); JSONObject head = JSONObject.fromObject(header); long expire = head.getLong("exp") * 1000L; long currentTime = System.currentTimeMillis(); if (currentTime <= expire){ // 驗證accessToken的有效期 String claims = new String(Base64.decodeBase64(splitStr[1]),"UTF-8"); JSONObject claim = JSONObject.fromObject(claims); userid = (String) claim.get("userid"); } } } catch (UnsupportedEncodingException e) { log.error(e.getMessage(), e); } return userid; } /** * 組裝加密結果jwt返回 * * @param claims * @param appSecretKey * @return */ private String sign(JSONObject claims, String appSecretKey) { String headerAndClaimsStr = getHeaderAndClaimsStr(claims); String signed256 = signHmac256(headerAndClaimsStr, appSecretKey); return headerAndClaimsStr + "." + signed256; } /** * 拼接請求頭和聲明 * * @param claims * @return */ private String getHeaderAndClaimsStr(JSONObject claims) { JSONObject header = new JSONObject(); header.put("alg", "HS256"); header.put("typ", "JWT"); header.put("exp", System.currentTimeMillis() + MAX_TOKEN_AGE * 1000L); String headerStr = header.toString(); String claimsStr = claims.toString(); String headerAndClaimsStr = Base64.encodeBase64URLSafeString(headerStr.getBytes()) + "." + Base64.encodeBase64URLSafeString(claimsStr.getBytes()); return headerAndClaimsStr; } /** * 將headerAndClaimsStr用SHA1加密獲取sign * * @param headerAndClaimsStr * @param appSecretKey * @return */ private String signHmac256(String headerAndClaimsStr, String appSecretKey) { SecretKey key = new SecretKeySpec(appSecretKey.getBytes(), "HmacSHA256"); String result = null; try { Mac mac; mac = Mac.getInstance(key.getAlgorithm()); mac.init(key); result = Base64.encodeBase64URLSafeString(mac.doFinal(headerAndClaimsStr.getBytes())); } catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeyException e) { log.error(e.getMessage(), e); } return result; }}以上就是本文的全部內容，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，同時也希望多多支持武林網！
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