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JWT

官方简介：Introduction to JSON Web Tokens

文章基本是官网内容的翻译，英文不错的同窗可点击上面的连接直接看英文文档。

什么是 JWT

JWT全称是JSON Web Token（JWT）是一个开放标准（RFC 7519），它定义了一种紧凑且自包含的方式，用于在各方之间做为JSON对象安全地传输信息。因为此信息是通过数字签名的，所以能够被验证和信任。

可使用密钥（HMAC算法）或使用RSA或ECDSA的公用/专用密钥对对JWT进行签名。

何时使用 JWT 验证

• 受权（Authorization）
  这是使用JWT的最多见状况。一旦用户登陆，每一个后续请求将包括JWT，从而容许用户访问该令牌容许的路由，服务和资源。单一登陆是当今普遍使用JWT的一项功能，由于它的开销很小而且能够在不一样的域中轻松使用。
• 信息交换（Information Exchange）
JWT是在各方之间安全地传输信息的好方法。由于能够对JWT进行签名（例如，使用公钥/私钥对），因此您能够确保发件人是他们所说的人。另外，因为签名是使用Header和payload计算的，所以您还能够验证内容是否未被篡改。

JWT 的结构格式

由三部分组成，这些部分由点.分隔，分别是：

• Header
• Payload
• Signature

所以，JWT一般以下所示。

xxxxx.yyyyy.zzzzz

Header

一般由两部分组成：

• 令牌的类型（即JWT）
• 所使用的签名算法，例如：HMAC SHA256或RSA。

例如：

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

而后，将此JSON经过Base64Url编码以造成JWT的第一部分。

Payload

令牌的第二部分是有效负载，其中包含声明。声明是有关实体（一般是用户）和其余数据的声明。共有三种类型的索赔： registered、public、private claims

• Registered claims
  这些是一组预约义的权利要求，不是强制性的，而是建议使用的，以提供一组有用的可互操做的权利要求。其中一些是：iss（发出者），exp（到期时间），sub（主题），aud（受众） 等。
  Tip: 请注意，声明名称仅是三个字符，由于JWT是紧凑的。
• Public claims
  这些能够由使用JWT的人员随意定义。可是为避免冲突，应在IANA JSON Web令牌注册表中定义它们，或将其定义为包含抗冲突名称空间的URI。
• Private claims
  这些是自定义声明，旨在在赞成使用它们的各方之间共享信息，既不是注册声明也不是公共声明。

有效负载示例：

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "admin": true
}

一样须要Base64Url编码，以造成JWT的第二部分。

Signature

签名(Signature)用于验证消息在整个过程当中没有更改，而且对于使用私钥进行签名的令牌，它还能够验证JWT的发送者是它所说的真实身份。

例如，若是要使用HMAC SHA256算法，则将经过如下方式建立签名：

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

将这三部分合并

输出是三个由.分隔的Base64-URL字符串，能够在HTML和HTTP环境中轻松传递这些字符串，与基于XML的标准（例如SAML）相比，它更紧凑。

下图显示了一个JWT，它已对先前的Header和Payload进行了编码，并用一个Signature。

能够在这个网页 jwt.io Debugger 验证和生成JWT

JWT 如何工做

在身份验证中，当用户使用其凭据成功登陆时，将返回令牌。因为令牌是凭据，所以必须格外当心以防止安全问题。一般，令牌的有效时间不宜设置过长。

Tip: 因为缺少安全性，您也不该该将敏感的会话数据存储在浏览器存储中。

每当用户想要访问受保护的路由或资源时，用户代理一般应在Bearer模式中使用受权头发送JWT。Header的内容应以下所示：

Authorization: Bearer <token>

在某些状况下，接口访问并不须要身份受权。服务器的受保护路由将在Authorization Header中检查JWT令牌是否有效，若是存在且有效，则将容许用户访问受保护的资源。

若是JWT包含必要的数据，则能够减小查询数据库中某些操做的需求。

若是令牌是在Authorization Header中发送的，则跨域资源共享 （CORS） 不会成为问题，由于它不使用cookie。

下图显示了如何获取JWT并将其用于访问API或资源：

1. 应用程序或客户端向受权服务器请求受权。生产JWT令牌。
2. 授予受权后，受权服务器会将访问令牌返回给应用程序。
3. 应用程序使用访问令牌来访问受保护的资源（例如API）。
4. 服务器检查JWT令牌是否有效，返回对应结果给客户端

下图详细的流程：

ps:请注意，使用签名令牌，令牌或令牌中包含的全部信息都会暴露给用户或其余方，即便他们没法更改它。这意味着您不该将机密信息放入令牌中。

为何须要 JWT

对比 Simple Web Tokens (SWT) 和Security Assertion Markup Language Tokens (SAML)，看看使用JSON Web Tokens (JWT) 有什么好处。

• 因为JSON不如XML冗长，所以在编码时JSON的大小也较小，从而使JWT比SAML更紧凑。这使得JWT是在HTML和HTTP环境中传递的不错的选择。
• 在安全方面，SWT只能使用HMAC算法进行对称签名。可是JWT和SAML令牌可使用X.509证书形式的公用/专用密钥对进行签名。与签名JSON的简单性相比，使用XML Digital Signature签名XML而不引入模糊的安全漏洞是很是困难的。
• JSON解析器在大多数编程语言中都很常见，由于它们直接映射到对象。相反，XML没有天然的文档到对象映射。与SAML断言相比，这使使用JWT更加容易。
• 关于用法，JWT是在Internet规模上使用的。这强调了在多个平台（尤为是移动平台）上对JSON Web令牌进行客户端处理的简便性。

若是您想了解有关JSON Web令牌的更多信息，甚至开始使用它们在本身的应用程序中执行身份验证，请浏览到 Auth0上的JSON Web令牌登陆 页面。

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