JsonWebToken

   概述   

若是各位不了解 JWT，没关系张，它并不可怕。

JSON Web Token（JWT）是一个很是轻巧的规范。这个规范容许咱们使用JWT在用户和服务器之间传递安全可靠的信息。

让咱们来假想一下一个场景。在A用户关注了B用户的时候，系统发邮件给B用户，而且附有一个连接“点此关注A用户”。连接的地址能够是这样的

https://www.xxxx.com/make-friend/?from_user=B&target_user=A

   组成   

一个JWT实际上就是一个字符串，它由三部分组成，头部、载荷与签名。

载荷（Payload）

咱们先将上面的添加好友的操做描述成一个JSON对象。其中添加了一些其余的信息，帮助从此收到这个JWT的服务器理解这个JWT。

{
    "iss": "LiuzhichaoJWT",
    "iat": int(time.time()),
    "exp": expire_time,
    "aud": "luffy",
    "sub": "target@example.com",
    "from_user": "B",
    "target_user": "A"
}

这里面的前五个字段都是由JWT的标准所定义的。

• iss: 该JWT的签发者

• sub: 该JWT所面向的用户

• aud: 接收该JWT的一方

• exp(expires): 何时过时，这里是一个Unix时间戳

• iat(issued at): 在何时签发的

这些定义均可以在标准中找到。

将上面的JSON对象进行[base64编码]能够获得下面的字符串。这个字符串咱们将它称做JWT的Payload（载荷）。

eyJpc3MiOiJKb2huIFd1IEpXVCIsImlhdCI6MTQ0MTU5MzUwMiwiZXhwIjoxNDQxNTk0NzIyLCJhdWQiOiJ3d3cuZXhhbXBsZS5jb20iLCJzdWIiOiJqcm9ja2V0QGV4YW1wbGUuY29tIiwiZnJvbV91c2VyIjoiQiIsInRhcmdldF91c2VyIjoiQSJ9

# 载荷
expire_time = int(time.time() + 10)

payload = {
    "iss": "LiuzhichaoJWT",
    "iat": int(time.time()),
    "exp": expire_time,
    "aud": "luffy",
    "sub": "target@example.com",
    "from_user": "B",
    "target_user": "A"
}

json_payload = base64.urlsafe_b64encode(json.dumps(payload).encode("utf-8"))

print(json_payload)

载荷

   头部（Header）   

JWT还须要一个头部，头部用于描述关于该JWT的最基本的信息，例如其类型以及签名所用的算法等。这也能够被表示成一个JSON对象。

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

在这里，咱们说明了这是一个JWT，而且咱们所用的签名算法（后面会提到）是HS256算法。

对它也要进行Base64编码，以后的字符串就成了JWT的Header（头部）。

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9

import json
import base64


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

base64.urlsafe_b64encode(json.dumps(headers).encode("utf-8")).replace(b'=', b'')

Python实现

   签名（签名）   

将上面的两个编码后的字符串都用句号 .链接在一块儿（头部在前），就造成了

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJKb2huIFd1IEpXVCIsImlhdCI6MTQ0MTU5MzUwMiwiZXhwIjoxNDQxNTk0NzIyLCJhdWQiOiJ3d3cuZXhhbXBsZS5jb20iLCJzdWIiOiJqcm9ja2V0QGV4YW1wbGUuY29tIiwiZnJvbV91c2VyIjoiQiIsInRhcmdldF91c2VyIjoiQSJ9

最后，咱们将上面拼接完的字符串用HS256算法进行加密。在加密的时候，咱们还须要提供一个密钥（secret）。若是咱们用 `liuzhichao` 做为密钥的话，那么就能够获得咱们加密后的内容

rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

# 密钥
key = "liuzhichao"

string = b".".join([header_string, json_payload])

# 签名
sign = base64.urlsafe_b64encode(hmac.new(key.encode("utf-8"), string, hashlib.sha256).digest())

print(sign)

获取签名实现

这一部分又叫作签名。

 

最后将这一部分签名也拼接在被签名的字符串后面，咱们就获得了完整的JWT

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJKb2huIFd1IEpXVCIsImlhdCI6MTQ0MTU5MzUwMiwiZXhwIjoxNDQxNTk0NzIyLCJhdWQiOiJ3d3cuZXhhbXBsZS5jb20iLCJzdWIiOiJqcm9ja2V0QGV4YW1wbGUuY29tIiwiZnJvbV91c2VyIjoiQiIsInRhcmdldF91c2VyIjoiQSJ9.rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

因而，咱们就能够将邮件中的URL改为

https://www.xxx.com/make-friend/?jwt=eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJKb2huIFd1IEpXVCIsImlhdCI6MTQ0MTU5MzUwMiwiZXhwIjoxNDQxNTk0NzIyLCJhdWQiOiJ3d3cuZXhhbXBsZS5jb20iLCJzdWIiOiJqcm9ja2V0QGV4YW1wbGUuY29tIiwiZnJvbV91c2VyIjoiQiIsInRhcmdldF91c2VyIjoiQSJ9.rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

这样就能够安全地完成关注好友的操做了！

且慢，这里你们思考下有什么问题没有：

• 签名的目的是什么？

• Base64是一种编码，是可逆的，那么信息不就被暴露了吗？

   签名的目的   

最后一步签名的过程，其实是对头部以及载荷内容进行签名。通常而言，加密算法对于不一样的输入产生的输出老是不同的。对于两个不一样的输入，产生一样的输出的几率极其地小（有可能比我成世界首富的几率还小）。因此，咱们就把“不同的输入产生不同的输出”当作必然事件来看待吧。

因此，若是有人对头部以及载荷的内容解码以后进行修改，再进行编码的话，那么新的头部和载荷的签名和以前的签名就将是不同的。并且，若是不知道服务器加密的时候用的密钥的话，得出来的签名也必定会是不同的。

 

服务器应用在接受到JWT后，会首先对头部和载荷的内容用同一算法再次签名。那么服务器应用是怎么知道咱们用的是哪种算法呢？别忘了，咱们在JWT的头部中已经用 alg字段指明了咱们的加密算法了。

若是服务器应用对头部和载荷再次以一样方法签名以后发现，本身计算出来的签名和接受到的签名不同，那么就说明这个Token的内容被别人动过的，咱们应该拒绝这个Token，返回一个HTTP 401 Unauthorized响应。

   信息会暴露？   

是的。

因此，在JWT中，不该该在载荷里面加入任何敏感的数据。在上面的例子中，咱们传输的是用户的User ID。这个值实际上不是什么敏感内容，通常状况下被知道也是安全的。

可是像密码这样的内容就不能被放在JWT中了。若是将用户的密码放在了JWT中，那么怀有恶意的第三方经过Base64解码就能很快地知道你的密码了。