JWT实现受权认证

目录

• 一. JWT是什么
• 二. JWT标准规范
• 三. 核心代码简析
• 四. 登陆受权示例
• 五. JWT 使用方式
• 六. JWT注意事项

一. JWT是什么

JSON Web Token（JWT）是目前最流行的跨域身份验证解决方案。简单说，OAuth 就是一种受权机制。数据的全部者告诉系统，赞成受权第三方应用进入系统，获取这些数据。系统从而产生一个短时间的进入令(token)，用来代替密码，供第三方应用使用。。

传统的受权认证方式，须要持久化session数据，写入数据库或文件持久层等，且受权校验依赖于数据持久层。 这样的方式，对于结构维护成本大，实现单点登陆较为复杂，且没有分布式架构，没法支持横向扩展，风险较大(若是持久层失败，整个认证体系都会挂掉)。

JWT则无须持久化会话数据，是以加密签名的方式实现了用户身份认证受权，很好的解决了跨域身份验证，分布式session共享、单点登陆和横向扩展等问题。

二. JWT标准规范

JWT由三部分组成，即头部、负载与签名。Token格式为 token=头部+'.'+载荷+'.'+签名。

{"token":"eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJleHAiOjE1Nzg0MDQ5OTUsImlhdCI6MTU3ODQwMTM5NX0.waG8rvOZLM2pKDeKg7frMKlV8lAty1Og5LDjrVMJRsI"}

1. Header： 用于说明签名的加密算法等，下面类型的json通过base64编码后获得JWT头部。

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

2. Payload： 标准定义了7个字段，载荷json通过base64编码后获得JWT的载荷。

{
  iss (issuer)：签发人
  exp (expiration time)：过时时间
  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
}

示例：

{
    "sub": "1",
    "iss": "http://localhost:8000/user/sign_up",
    "iat": 1451888119,
    "exp": 1454516119,
    "nbf": 1451888119,
    "jti": "37c107e4609ddbcc9c096ea5ee76c667"
}

3.Signature： 将头部和载荷用'.'号链接，再加上一串密钥，通过头部声明的加密算法加密后获得签名。

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

三. 核心代码简析

1. 数据结构

// A JWT Token.  Different fields will be used depending on whether you're
// creating or parsing/verifying a token.
type Token struct {
   Raw       string                 // The raw token.  Populated when you Parse a token
   Method    SigningMethod          // The signing method used or to be used
   Header    map[string]interface{} // （头部）The first segment of the token
   Claims    Claims                 // （负载）The second segment of the token
   Signature string                 // （签名）The third segment of the token.  Populated when you Parse a token
   Valid     bool                   // Is the token valid?  Populated when you Parse/Verify a token
}

// Structured version of Claims Section, as referenced at
// https://tools.ietf.org/html/rfc7519#section-4.1
// See examples for how to use this with your own claim types
type StandardClaims struct {
   Id        string `json:"jti,omitempty"`  //编号
   Subject   string `json:"sub,omitempty"`  //主题
   Issuer    string `json:"iss,omitempty"`  //签发人
   Audience  string `json:"aud,omitempty"`  //受众
   ExpiresAt int64  `json:"exp,omitempty"`  //过时时间
   IssuedAt  int64  `json:"iat,omitempty"` //签发时间
   NotBefore int64  `json:"nbf,omitempty"`  //生效时间
}

2. 生成Token

var(
   key []byte = []byte("This is secret!")
)
// 产生json web token
func GenToken() string {
   claims := &jwt.StandardClaims{
      NotBefore: int64(time.Now().Unix()),
      ExpiresAt: int64(time.Now().Unix() + 1000),
      Issuer:    "Bitch",
   }

   token := jwt.NewWithClaims(jwt.SigningMethodHS256, claims)
   ss, err := token.SignedString(key)
   if err != nil {
      logs.Error(err)
      return ""
   }
   return ss
}

3. 校验Token

// 校验token是否有效
func CheckToken(token string) bool {
   _, err := jwt.Parse(token, func(*jwt.Token) (interface{}, error) {
      return key, nil
   })
   if err != nil {
      fmt.Println("parase with claims failed.", err)
      return false
   }
   return true
}

四. 登陆受权示例

handler/auth.go

package handler

import (
   "fmt"
   "github.com/dgrijalva/jwt-go"
   "github.com/dgrijalva/jwt-go/request"
   "net/http"
)

const (
   SecretKey = "ODcyNDYsIMzY0N"
)

func ValidateTokenMiddleware(w http.ResponseWriter, r *http.Request, next http.HandlerFunc) {
   token, err := request.ParseFromRequest(r, request.AuthorizationHeaderExtractor,
      func(token *jwt.Token) (interface{}, error) {
         return []byte(SecretKey), nil
      })

   if err == nil {
      if token.Valid {
         next(w, r)
      } else {
         w.WriteHeader(http.StatusUnauthorized)
         fmt.Fprint(w, "Token is not valid")
      }
   } else {
      w.WriteHeader(http.StatusUnauthorized)
      fmt.Fprint(w, "Unauthorized access to this resource")
   }
}

handler/account.go

package handler

import (
   "encoding/json"
   "fmt"
   "github.com/dgrijalva/jwt-go"
   "log"
   "net/http"
   "strings"
   "time"
)

func fatal(err error) {
   if err != nil {
      log.Fatal(err)
   }
}

type UserCredentials struct {
   Username string `json:"username"`
   Password string `json:"password"`
}

type User struct {
   ID       int    `json:"id"`
   Name     string `json:"name"`
   Username string `json:"username"`
   Password string `json:"password"`
}

type Response struct {
   Data string `json:"data"`
}

type Token struct {
   Token string `json:"token"`
}

func LoginHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
   var user UserCredentials
   err := json.NewDecoder(r.Body).Decode(&user)
   if err != nil {
      w.WriteHeader(http.StatusForbidden)
      fmt.Fprint(w, "Error in request")
      return
   }

   if strings.ToLower(user.Username) != "admin" {
      if user.Password != "123456" {
         w.WriteHeader(http.StatusForbidden)
         fmt.Fprint(w, "Invalid credentials")
         return
      }
   }

   // 建立Token
   token := jwt.New(jwt.SigningMethodHS256)
   claims := make(jwt.MapClaims)
   claims["exp"] = time.Now().Add(time.Hour * time.Duration(1)).Unix()
   claims["iat"] = time.Now().Unix()
   token.Claims = claims

   //if err != nil {
   // w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError)
   // fmt.Fprintln(w, "Error extracting the key")
   // fatal(err)
   //}

   tokenString, err := token.SignedString([]byte(SecretKey))
   if err != nil {
      w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError)
      fmt.Fprintln(w, "Error while signing the token")
      fatal(err)
   }

   response := Token{tokenString}
   JsonResponse(response, w)
}

func FundHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
   response := Response{"帐户余额：1000W"}
   JsonResponse(response, w)
}

func JsonResponse(response interface{}, w http.ResponseWriter) {
   obj, err := json.Marshal(response)
   if err != nil {
      http.Error(w, err.Error(), http.StatusInternalServerError)
      return
   }

   w.WriteHeader(http.StatusOK)
   w.Header().Set("Content-Type", "application/json")
   w.Write(obj)
}

main.go

import (
   "github.com/codegangsta/negroni"
   "log"
   "net/http"
   "proxy/handler"
)

func Server() {
   http.HandleFunc("/login", handler.LoginHandler)

   http.Handle("/data", negroni.New(
      negroni.HandlerFunc(handler.ValidateTokenMiddleware), //中间件
      negroni.Wrap(http.HandlerFunc(handler.FundHandler)),
   ))

   log.Println("服务已启动...")
   http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

func main() {
   Server()
}

五. JWT 使用方式

客户端收到服务器返回的 JWT，能够储存在 Cookie 里面，也能够储存在 localStorage。

此后，客户端每次与服务器通讯，都要带上这个 JWT。你能够把它放在 Cookie 里面自动发送，可是这样不能跨域。因此更好的作法是放在HTTP请求的头信息Authorization字段里面（或放在POST 请求的数据体里面）。

Authorization: Bearer <token>

六. JWT注意事项

1. JWT默认不加密，但能够加密。生成原始令牌后，可使用改令牌再次对其进行加密。
2. JWT不只可用于认证，还可用于信息交换。善用JWT有助于减小服务器请求数据库的次数。
3. JWT的最大缺点是服务器不保存会话状态，一旦JWT签发，在有效期内将会一直有效。
4. JWT的有效期不宜设置太长，认证信息，所以一旦信息泄露，任何人均可以得到令牌的全部权限。
5. 为了减小JWT数据盗用和窃取的风险，JWT建议使用加密的HTTPS协议进行传输。

参考：
http://www.ruanyifeng.com/blog/2019/04/oauth_design.html 关于OAuth2.0
http://www.javashuo.com/article/p-fpklooxc-no.html
https://blog.csdn.net/idwtwt/article/details/80865209
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1608021814182894637&wfr=spider&for=pc
http://www.ruanyifeng.com/blog/2018/07/json_web_token-tutorial.html