JWT基础概念

news2025/10/31 17:27:04

1. 介绍

JWT （JSON Web Token）是目前最流行的跨域认证解决方案，是一种基于 Token 的认证授权机制。从 JWT 的全称可以看出，JWT 本身也是 Token，一种规范化之后的 JSON 结构的 Token。

JWT 自身包含了身份验证所需要的所有信息，因此，我们的服务器不需要存储 Session 信息。这显然增加了系统的可用性和伸缩性，大大减轻了服务端的压力。

2.JWT的组成

1.标头（Header）
2.有效载荷（Payload）
3.签名（Signature）

Header部分：

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

该字段为Json格式，alg属性表示签名使用的算法，默认为HMAC SHA256（写为HS256）,
typ属性表示令牌的类型，JWT令牌统一写为JWT（默认也为JWT）。
JSON 形式的 Header 被转换成 Base64 编码，成为 JWT 的第一部分。

Payload部分：
Payload 也是 JSON 格式数据，其中包含了 Claims(声明，包含 JWT 的相关信息)。

Claims 分为三种类型：

Registered Claims（注册声明） ：预定义的一些声明，建议使用，但不是强制性的，可互操作的声明。
Public Claims（公有声明） ：JWT 签发方可以自定义的声明，但是为了避免冲突，应该在 IANA JSON Web Token Registry 中定义它们。
Private Claims（私有声明） ：JWT 签发方因为项目需要而自定义的声明，更符合实际项目场景使用。
下面是一些常见的注册声明：

iss（issuer）：JWT 签发方。
iat（issued at time）：JWT 签发时间。
sub（subject）：JWT 主题。
aud（audience）：JWT 接收方。
exp（expiration time）：JWT 的过期时间。
nbf（not before time）：JWT 生效时间，早于该定义的时间的 JWT 不能被接受处理。
jti（JWT ID）：JWT 唯一标识。

{
  "uid": "ff1212f5-d8d1-4496-bf41-d2dda73de19a",
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "exp": 15323232,
  "iat": 1516239022,
  "scope": ["admin", "user"]
}

Payload 部分默认是不加密的，一定不要将隐私信息存放在 Payload 当中！！！

JSON 形式的 Payload 被转换成 Base64 编码，成为 JWT 的第二部分。

Signature部分
Signature 部分是对前两部分的签名，作用是防止 JWT（主要是 payload）被篡改。
这个签名的生成需要用到：

Header（加密）+ Payload（加密）。
存放在服务端的密钥(不能泄露)。
签名算法。

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

算出签名以后，把 Header、Payload、Signature 三个部分拼成一个字符串，每个部分之间用"点"（.）分隔，这个字符串就是 JWT 。

3.生成，解析Token代码


    private static  long time = 1000*60*60*24;
    private static String  signature = "admin";  //加密 ，解密需要

    /**
     * setHeaderParam -> 设置 Header头信息
     * claim -> 携带的数据
     * setSubject -> 设置主机
     * setExpiration -> 保存时间
     * setId -> 设置ID
     * signWith -> 声明算法和签名
     * compact -> 拼接
     */
    @Test
    void contextLoads() {
        JwtBuilder builder = Jwts.builder();
        final String token = builder   
                 //header
                .setHeaderParam("typ", "JWT")
                .setHeaderParam("alg", "HS256")
                //保存用户名，以及角色，注意这里最好保存非私密信息，比如密码最好不要保存
                .claim("username", "admin")
                .claim("role", "admin")
                .setSubject("admin-test")
                //设置过期时间
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + time))
                .setId(UUID.randomUUID().toString())
                // 设置算法及密钥  java通过signature生成签名，解密也需要signature
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, signature) 
                .compact();
        System.out.println(token);
    }


       @Test
    void parse() {
        String token = "eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9" +
                ".eyJ1c2VybmFtZSI6ImFkbWluIiwicm9sZSI6ImFkbWluIiwic3ViIjoiYWRtaW4tdGVzdCIsImV4cCI6MTY" +
                "2NjYxNTM5NSwianRpIjoiOGMyZTRiZGEtYTI5Mi00NzE3LThlZjYtYjExNTI0N2ZkMzljIn0" +
                ".XLF9HPezm4w6b8LIloQz_pDemshAp0ublOfbmft2nbA";
        JwtParser jwtParser = Jwts.parser();
        //通过该签名对token进行解析，解析成为多个claim
        Jws<Claims> claimsJws = jwtParser.setSigningKey(signature_key).parseClaimsJws(token);
        System.out.println(claimsJws.toString());
        Claims claims = claimsJws.getBody();
        System.out.println("用户名 "+claims.get("username"));
        System.out.println("角色信息 "+claims.get("role"));
    }
    }