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JWT详解、JWTUtil工具类的构建方法

news 来源：原创 2024/9/29 17:24:35

一、前言

使用一些用户不友好的项目时，会发现，每一次进入网站，我们都要重新登录。
这是为什么呢？
现代多采用前后端分离的项目架构，这种架构，前后端使用不同的服务器，两个服务器上存储的信息不一致。
用户一般直接访问的，是前端服务器。
在后端，为了避免恶意攻击，开发者必须考虑身份验证的问题。
简单点说，你必须只让允许的人进来。
解决方案很多，过去常用的是cookie，后来为了安全，又延伸出一个session。
再后来，由于分布式开发的需求和性能的需求，必须有一个统一管理的验证机制，这就是出现了token验证。
不过，token信息存储在数据库中，且无结构化信息，使用起来相对麻烦。
我们需要一个机制，不存储在数据库中，并且能够方便访问。
这就是衍生出的JWT，这也是今天话题的主角。

二、JWT的基础信息

JWT令牌的本质，就是一段加密过的字符串。
JWT令牌全称叫Json Web Token。
JWT由3个部分组成：头部header、负载payload、签名signature。
JWT的头部存储配置信息。
JWT的负载存储真正传输的数据。
JWT的签名，是认证的核心，保证其不被修改。

三、JWT的头部header

header存储配置信息，一般有2个：

typ : jwt；类型，表示令牌种类，一般是jwt
alg：HS256，加密算法，种类比较多。

四、JWT的负载payload

这是存储数据的区域，具体内容由开发者自定义，一般会写：

subject主题：表示这个jwt令牌干什么用的，可以自定义。
exp：过期时间，这个最重要，一般的jwt令牌都会有。
其它：比如用户的id，使得JWT一定唯一。

五、JWT的签名signature

签名是最重要的验证机制，它由头部、负载和密钥三部分信息，经过算法加密而成，具体内容不确定，调用算法即可。
密钥：密钥可以自定义或随机生成，但是要符合一定规则。【密钥一般是一段字符串，如果使用工具生成，也可以是一个SecretKey包装类】
比如：使用HS256算法加密，密钥就必须在256bits以上。【其它的，视具体算法确定，一般都是长度规则】
密钥必须妥善保管，这是保证jwt令牌唯一的重要数据。

六、JWT是如何保证唯一的

在负载payload中，一般会有几个属性，能够唯一标识用户。
比如用户id、用户name、用户手机号。
如果这个用户jwt丢失，重新访问后端服务器，由于过期时间一般固定，也能保证jwt唯一，就算不唯一，只要满足规则，其访问也不会出错。

七、JWTUtil工具类如何构建

经过上面的学习，我们大概知道jwt是什么了，那么，就该了解它的使用方法了。

第一，流程

jwt是我们后端服务器生成的一段字符串，所以要有创建这一步骤。
当前端把jwt令牌传来时，我们要把它解析成可以理解的格式，所以也要有解析这一步骤。
过滤器的构建，是Spring MVC的内容，在此不介绍。
忽略过滤器的构建，我们只需要做两件事：创建jwt和解析jwt。

第二，创建jwt【负载根据需求自己设置】

由于jwt有3个部分，所以要分别构建头部、负载和签名。
代码基本固定，为：

public static String createJWT(String id){// 设定jwt的头部、负载，并进行签名和打包链接// jwt比较复杂，所以用builder构建JwtBuilder builder = Jwts.builder();// 设定头部的方法setHeadParamString res = builder.setHeaderParam("alg", "HS256").setHeaderParam("typ", "jwt")// 设定负载的方法，claim.claim("username","tom").claim("id", id).claim("permission", 0)// 常用的一些负载，允许用内置方法设置.setSubject("test_admin").setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis()+ttlMillis))// 签名方法，指定加密算法HS256，和密钥SECRET_KEY.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, SECRET_KEY)// compact是将三个部分连接起来，并返回一个字符串。【3部分通过.号连接】.compact();// 转化为字符串return res;
}

第三，解析JWT令牌

由于签名用于确保信息有效，头部是配置信息，所以对于业务逻辑，最关键的是负载payload。
在jwt机制中，payload采用Claims类存储。
Claims类：一个数据类，本质就是一个Map结构。
通过key，得到value。
由于JWTUtil类只创建、解析jwt，而不进行其它的业务逻辑，所以应该把Claims传递给其它方法处理。
当然，为了方便，我们可以将Claims的数据拿出来，存储在一个Map中，再交给其它方法处理。
固定的代码为

public static Claims parseJWT(String jwt){// 创建JWTPaser实例JwtParser jwtParser = Jwts.parser();// 按照密钥、jwt令牌解密Jws<Claims> claimsJws = jwtParser.setSigningKey(SECRET_KEY).parseClaimsJws(jwt);// claims类有一个Map，存储一对一的数据Claims claims = claimsJws.getBody();// 返回给上级处理return claims;
}