基于JJWT理解JWT，JWS，JWE

news2024/11/16 13:55:03

JWT ，全写JSON Web Token, 是开放的行业标准RFC7591，用来实现端到端安全验证.
从开发者理解的角度来说：

JWT 是一个定义传递信息的标准
JWT 的Token是一个Base64编码的字符串，类似

eyJhbGciOiJIUzI1NyJ9.eyJzdWIiOiJvc2NhciJ9.p1no61S/XIQ0QNEhzB8e0eI9Q39jIGgkDxUjYipKnzw=

这个字符串里面包含2个点号（.）,可以分成3段，分别表示头部，负载和签名。

关于JWT的更多介绍，可以参考：
JWT介绍以及java-jwt的使用

JWT Token是如何产生的

最简单的JWT由两部分组成： header(头部) 和 payload（负载）
关于JWT的基本介绍，可以参考：
JWT介绍以及java-jwt的使用

比如头部是：

{
  "alg": "none"
}

负载是：

Hello， JWT

移除不必要的空格

		String header = "{\"alg\":\"none\"}";
		String payload= "Hello， JWT";

获取UTF-8的字节后，使用Base64进行编码

		String encodedHeader = Base64.getEncoder().encodeToString(header.getBytes());
		String encodedPayload = Base64.getEncoder().encodeToString(payload.getBytes());

4.将编码后的字符使用点号(.) 连接起来

String compact= encodedHeader + "." + encodedPayload + ".";

连接后的Token如下：

eyJhbGciOiJub25lIn0=.SGVsbG/vvIwgSldU.

从这里可以看出， JWT其实并不神秘，只是对字符串进行了Base64编码，所以通过解码或是一些在线的Base64解码的工具就可以直接得到结果了，比如 https://base64.us/
在这里插入图片描述

因为没有进行数字签名，上面的Token是不安全和未受保护的，不能保证没有第三方对这个内容进行修改，所以为了提升安全，就需要添加数字签名。

JWS ，signedJWT -加密签名的JWT

上面的示例payload是一个字符串，但实际使用时，payload更多是JSON 格式的数据，对JWT进行数字签名后的Token 就称为JWS了。

还是从简单的示例来看：

头部

{
  "alg": "HS256"
}

使用HS256算法进行数字签名
2. 负载

{
"sub":"oscar"
}

去除空格的内容

		String header = "{\"alg\":\"HS257\"}";
		String payload=  "{\"sub\":\"oscar\"}";

获取字节数组和使用Base64编码，并且使用点号连接

		String encodedHeader = Base64.getEncoder().encodeToString(header.getBytes());
		String encodedPayload = Base64.getEncoder().encodeToString(payload.getBytes());
		String concatenated = encodedHeader + '.' + encodedPayload;

使用足够安全的摘要加密算法（比如使用HMAC-SHA-256），获取加密后的摘要，也就是数字签名。最后将头部、负载和签名组合起来就是一个完整的Token 了。

		String header = "{\"alg\":\"HS257\"}";
		String payload=  "{\"sub\":\"oscar\"}";
		Key secretKey = Keys.secretKeyFor(SignatureAlgorithm.HS256);
		String encodedHeader = Base64.getEncoder().encodeToString(header.getBytes());
		String encodedPayload = Base64.getEncoder().encodeToString(payload.getBytes());
		String concatenated = encodedHeader + '.' + encodedPayload;
		
		Mac sha256_HMAC = Mac.getInstance("HmacSHA256");
        sha256_HMAC.init(secretKey);
        byte[] signature = sha256_HMAC.doFinal(concatenated.getBytes("utf-8"));//使用加密算法产生签名
        String compact = concatenated + '.' + Base64.getEncoder().encodeToString( signature ); //将签名和头，载荷连接起来
        System.out.println(compact);

由此产生的Token如下：

eyJhbGciOiJIUzI1NyJ9.eyJzdWIiOiJvc2NhciJ9.HjomJsGXx3vO/x16euJo7kFsBFJaOEdyoj5Czbt3XE4=

JWE，　encrypted JWT

JWE就是对数字签名的Token进行加密，加密之后使用Base64解码之后是无法直接获取Token的内容的，加密的方式可以是对称加密，可以是非对称加密。JJWT也提供了一些加密的快速方法，但是在不同的版本中支持有差异，这里使用Java 本身的DES对称加密进行演示。
示例代码如下：

	
	@Test
	public void jwe() throws Exception {
		String header = "{\"alg\":\"HS257\"}";
		String payload = "{\"sub\":\"oscar\"}";
		Key secretKey = Keys.secretKeyFor(SignatureAlgorithm.HS256);
		String encodedHeader = Base64.getEncoder().encodeToString(header.getBytes());
		String encodedPayload = Base64.getEncoder().encodeToString(payload.getBytes());
		String concatenated = encodedHeader + '.' + encodedPayload;

		Mac sha256_HMAC = Mac.getInstance("HmacSHA256");
		sha256_HMAC.init(secretKey);
		byte[] signature = sha256_HMAC.doFinal(concatenated.getBytes("utf-8"));
		String compact = concatenated + '.' + Base64.getEncoder().encodeToString(signature);
		
		//使用DES算法对称加密
		String strKey = "this is my password";
		DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(strKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
		SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
		SecretKey key = keyFactory.generateSecret(desKeySpec);

		Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

		byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(compact.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
		String encryptedText = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
		System.out.println(encryptedText);
		
	}

加密之后的Token使用Base64解码后得到的内容如下：
在这里插入图片描述