使用NodeJS實(shí)現(xiàn)JWT原理是什么

這篇文章主要介紹“使用NodeJS實(shí)現(xiàn)JWT原理是什么”，在日常操作中，相信很多人在使用NodeJS實(shí)現(xiàn)JWT原理是什么問(wèn)題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”使用NodeJS實(shí)現(xiàn)JWT原理是什么”的疑惑有所幫助！接下來(lái)，請(qǐng)跟著小編一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！

一 .為什么需要會(huì)話管理

我們用 nodejs 為前端或者其他服務(wù)提供 resful 接口時(shí)，http 協(xié)議他是一個(gè)無(wú)狀態(tài)的協(xié)議，有時(shí)候我們需要根據(jù)這個(gè)請(qǐng)求的上下獲取具體的用戶是否有權(quán)限，針對(duì)用戶的上下文進(jìn)行操作。所以出現(xiàn)了cookies session還有jwt這幾種技術(shù)的出現(xiàn)， 都是對(duì)HTTP協(xié)議的一個(gè)補(bǔ)充。使得我們可以用HTTP協(xié)議+狀態(tài)管理構(gòu)建一個(gè)的面向用戶的WEB應(yīng)用。

二 .Session 和 cookie

session 和 cookies 是有聯(lián)系的，session 就是服務(wù)端在客戶端 cookies 種下的session_id, 服務(wù)端保存session_id所對(duì)應(yīng)的當(dāng)前用戶所有的狀態(tài)信息。每次客戶端請(qǐng)求服務(wù)端都帶上cookies中的session_id, 服務(wù)端判斷是否有具體的用戶信息，如果沒(méi)有就去調(diào)整登錄。

cookies安全性不好，攻擊者可以通過(guò)獲取本地cookies進(jìn)行欺騙或者利用cookies進(jìn)行CSRF攻擊。

cookies在多個(gè)域名下，會(huì)存在跨域問(wèn)題

session的信息是保存在服務(wù)端上面的，當(dāng)我們node.js在stke部署多臺(tái)機(jī)器的時(shí)候，需要解決共享session，所以引出來(lái)session持久化問(wèn)題，所以session不支持分布式架構(gòu)，無(wú)法支持橫向擴(kuò)展，只能通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)保存會(huì)話數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享。如果持久層失敗會(huì)出現(xiàn)認(rèn)證失敗。

三 .JWT的定義

jwt是json web token的全稱，他解決了session以上的問(wèn)題，優(yōu)點(diǎn)是服務(wù)器不保存任何會(huì)話數(shù)據(jù)，即服務(wù)器變?yōu)闊o(wú)狀態(tài)，使其更容易擴(kuò)展，什么情況下使用jwt比較合適，我覺(jué)得就是授權(quán)這個(gè)場(chǎng)景，因?yàn)閖wt使用起來(lái)輕便，開(kāi)銷小，后端無(wú)狀態(tài)，所以使用比較廣泛。

四 .JWT的原理

JWT 的原理是，服務(wù)器認(rèn)證以后，生成一個(gè) JSON 對(duì)象，發(fā)回給用戶，就像下面這樣。

{      "姓名": "張三",      "角色": "管理員",      "到期時(shí)間": "2018年7月1日0點(diǎn)0分"  }

以后，用戶與服務(wù)端通信的時(shí)候，都要發(fā)回這個(gè) JSON 對(duì)象。服務(wù)器完全只靠這個(gè)對(duì)象認(rèn)定用戶身份。為了防止用戶篡改數(shù)據(jù)，服務(wù)器在生成這個(gè)對(duì)象的時(shí)候，會(huì)加上簽名。

五 .JWT的認(rèn)證流程

JWT的流程說(shuō)明：

1. 鴻蒙官方戰(zhàn)略合作共建——HarmonyOS技術(shù)社區(qū)

2. 瀏覽器發(fā)起請(qǐng)求登陸，攜帶用戶名和密碼;

3. 服務(wù)端根據(jù)用戶名和明碼到數(shù)據(jù)庫(kù)驗(yàn)證身份，根據(jù)算法，將用戶標(biāo)識(shí)符打包生成 token,

4. 服務(wù)器返回JWT信息給瀏覽器，JWT不應(yīng)該包含敏感信息，這是很重要的一點(diǎn)

5. 瀏覽器發(fā)起請(qǐng)求獲取用戶資料，把剛剛拿到的 token一起發(fā)送給服務(wù)器，一般放在header里面，字段為authorization

6. 服務(wù)器發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中有 token，decode token的信息，然后再次簽名，驗(yàn)明正身;

7. 服務(wù)器返回該用戶的用戶資料;

8. 服務(wù)器可以在payload設(shè)置過(guò)期時(shí)間， 如果過(guò)期了，可以讓客戶端重新發(fā)起驗(yàn)證。

六 .JWT的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

JWT 包含了使用.風(fēng)格的三個(gè)部分，包含header（頭部）、Payload（荷載）以及 Signature（簽名）

Header 頭部

{"alg": "HS256","typ": "JWT"} // algorithm => HMAC SHA256// type => JWT

這是固定的寫(xiě)法，alg表面要用的是HS256算法

Payload 負(fù)載、載荷

JWT 規(guī)定了7個(gè)官方字段

iss (issuer)：簽發(fā)人 exp (expiration time)：過(guò)期時(shí)間 sub (subject)：主題 aud (audience)：受眾 nbf (Not Before)：生效時(shí)間 iat (Issued At)：簽發(fā)時(shí)間 jti (JWT ID)：編號(hào)

除了這七個(gè)，可以自定義，比如過(guò)期時(shí)間

Signature 簽名

對(duì)前兩部分header和payload進(jìn)行簽名，防止數(shù)據(jù)篡改

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

secret是一段字符串，后端保存，需要注意的是 JWT 作為一個(gè)令牌 token，有些場(chǎng)合可能會(huì)放到 URL（比如 api.example.com/?token=xxx）。Base64 有三個(gè)字符+、/和=，在 URL 里面有特殊含義，所以要被替換掉：=被省略、+替換成-，/替換成_ 。這就是 Base64URL 算法。

七 .jwt使用方式

HTTP 請(qǐng)求的頭信息Authorization字段里面, Bearer也是規(guī)定好的

Authorization: Bearer <token>

通過(guò)url傳輸（不推薦）

http://www.xxx.com/pwa?token=xxxxx

如果是post請(qǐng)求也可以放在請(qǐng)求體中

八 .在koa項(xiàng)目中使用

可以使用現(xiàn)成庫(kù)，jwt-simple 或者 jsonwebtoken

let Koa = require('koa'); let Router = require('koa-router'); let bodyparser = require('koa-bodyparser'); let jwt = require('jwt-simple'); let router = new Router() let app = new Koa(); app.use(bodyparser()); // 可以自己自定義 let secret = 'zhenglei'; // 驗(yàn)證是否登陸 router.post('/login',async(ctx)=>{      let {username,password} = ctx.request.body;     if(username === 'admin' && password === 'admin'){        // 通常會(huì)查數(shù)據(jù)庫(kù)，這里簡(jiǎn)單的演示        let token =  jwt.encode(username, secret);        ctx.body = {             code:200,             username,             token,        }     } }); // 驗(yàn)證是否有權(quán)限 router.get('/validate',async(ctx)=>{      let Authorization = ctx.get('authorization')     let [,token] = Authorization.split(' ');     if(token){         try{             let r = jwt.decode(token,secret);             ctx.body = {                 code:200,                 username:r,                 token             }         }catch(e){             ctx.body = {                 code:401,                 data:'沒(méi)有登陸'             }         }     }else{         ctx.body = {             code:401,             data:'沒(méi)有登陸'         }     }    }); app.use(router.routes()); app.listen(4000);

1. 實(shí)現(xiàn)兩個(gè)接口 一個(gè)是/login 驗(yàn)證是否登錄，一個(gè)是 validate,驗(yàn)證是否有權(quán)限

2. 請(qǐng)求login接口的時(shí)候，客戶端帶username和password,  后端一般會(huì)查數(shù)據(jù)庫(kù)，驗(yàn)證是否存在當(dāng)前用戶，如果存在則為username進(jìn)行簽名，千萬(wàn)不要給password這些敏感信息也帶進(jìn)來(lái)簽名

3. 客戶端接收后端給的token令牌，再請(qǐng)求其他接口，比如這個(gè)例子的/validate的時(shí)候，ajax請(qǐng)求的時(shí)候，可以在header指定authorization字段，后端拿到token進(jìn)行decode，然后將header和payload進(jìn)行再一次的簽名，如果前后的簽名一致，說(shuō)明沒(méi)有被篡改過(guò)，則權(quán)限驗(yàn)證通過(guò)。因?yàn)槭峭降倪^(guò)程，所以可以用try  catch來(lái)捕捉錯(cuò)誤

九 .原理的實(shí)現(xiàn)

1. sha256哈希算法，可以用nodejs的內(nèi)置加密模塊crypto, 生成base64字符串，要注意的是生成base64需要為+ - =  做一下替換，=被省略、+替換成-，/替換成_ 。這就是 Base64URL 算法。

2. token令牌的組成是header, payload和sigin的通過(guò).來(lái)組成

3. base64urlUnescape 的解碼是固定寫(xiě)法，decode出base64的內(nèi)容

let myJwt = {     sign(content,secret){         let r = crypto.createHmac('sha256',secret).update(content).digest('base64');         return this.base64urlEscape(r)     },     base64urlEscape(str){         return str.replace(/\+/g, '-').replace(/\//g, '_').replace(/=/g, '');     },     toBase64(content){         return this.base64urlEscape(Buffer.from(JSON.stringify(content)).toString('base64'))     },     encode(username,secret){         let header = this.toBase64({ typ: 'JWT', alg: 'HS256' });         let content = this.toBase64(username);         let sign = this.sign([header,content].join('.'),secret);         return  [header,content,sign].join('.')     },     base64urlUnescape(str) {         str += new Array(5 - str.length % 4).join('=');         return str.replace(/\-/g, '+').replace(/_/g, '/');     },     decode(token,secret){         let [header,content,sign] = token.split('.');         let newSign = this.sign([header,content].join('.'),secret);         if(sign === newSign){             return Buffer.from(this.base64urlUnescape(content),'base64').toString();         }else{             throw new Error('被篡改')         }     } }

十 .JWT的優(yōu)缺點(diǎn)

1. JWT默認(rèn)不加密，但可以加密。生成原始令牌后，可以使用改令牌再次對(duì)其進(jìn)行加密。

2. 當(dāng)JWT未加密方法時(shí)，一些私密數(shù)據(jù)無(wú)法通過(guò)JWT傳輸。

3. JWT不僅可用于認(rèn)證，還可用于信息交換。善用JWT有助于減少服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)庫(kù)的次數(shù)。

4. JWT的最大缺點(diǎn)是服務(wù)器不保存會(huì)話狀態(tài)，所以在使用期間不可能取消令牌或更改令牌的權(quán)限。也就是說(shuō)，一旦JWT簽發(fā)，在有效期內(nèi)將會(huì)一直有效

5. JWT本身包含認(rèn)證信息，因此一旦信息泄露，任何人都可以獲得令牌的所有權(quán)限。為了減少盜用，JWT的有效期不宜設(shè)置太長(zhǎng)。對(duì)于某些重要操作，用戶在使用時(shí)應(yīng)該每次都進(jìn)行進(jìn)行身份驗(yàn)證。

6. 為了減少盜用和竊取，JWT不建議使用HTTP協(xié)議來(lái)傳輸代碼，而是使用加密的HTTPS協(xié)議進(jìn)行傳輸。

到此，關(guān)于“使用NodeJS實(shí)現(xiàn)JWT原理是什么”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！