介绍
JWT是JSON Web Token的缩写,是为了在网络应用环境间传递声明而执行的- -种基于JSON的开放标准((RFC 7519)。JWT本身没有定义任何技术实现,它只是定义了一种基于Token的会话管理的规则,涵盖Token需要包含的标准内容和Token的生成过程,特别适用于分布式站点的单点登录(SSO) 场景。
JWT Token格式如下所示:
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.
eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.
SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c
他是由.
分割的三部分组成,这三部分依次是:
- 头部(Header)
- 负载(Payload)
- 签名(Signature)
头部(Header)
JWT的Header中存储了所使用的加密算法和Token类型
Payload
Payload表示负载,也是一个JSON对象,JWT规定了7个官方字段供选用。
iss (issuer) : 签发人
exp (expiration time) : 过期时间
sub (subject) : 主题
aud (audience) : 受众
nbf (Not Before) : 生效时间
iat (Issued At) : 签发时间
jti (JWT ID) : 编号
除了官方字段,开发者也可以自己指定字段和内容。JWT默认是不加密的,任何人都可以读到,所以不要把秘密信息放在这里。
除了以上标准声明以外,我们还可以自定义声明。以 com.auth0 为例,下面代码片段实现了生成一个带有过期时间的token
JWT设置了过期时间以后,一定超过,那么接口就不能访问了,需要用户重新登录获取token。如果经常需要用户重新登录,显然这种体验不是太好,因此很多应用会采用token过期后自动续期的方案,只有特定条件下才会让用户重新登录。
Signature
Signature部分是对前两部分的签名,防止数据篡改。
首先,需要指定一一个密钥(secret) 。这个密钥只有服务器才知道,不能泄露给用户。然后,使用Header里面指定的签名算法(默认是HMAC SHA256),按照下面的公式产生签名。
HMAXSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload),secret)
认证&授权流程
+-----------------------
| RESOURCE EXISTS ? (if private it is often checked AFTER auth check)
+-----------------------
| |
NO | v YES
v +-----------------------
404 | IS LOGGED-IN ? (authenticated, aka has session or JWT cookie)
or +-----------------------
401 | |
403 NO | | YES
3xx v v
401 +-----------------------
(404 no reveal) | CAN ACCESS RESOURCE ? (permission, authorized, ...)
or +-----------------------
redirect | |
to login NO | | YES
| |
v v
403 OK 200, redirect, ...
(or 404: no reveal)
(or 404: resource does not exist if private)
(or 3xx: redirection)
Token过期的续期方案
解决token过期的续期问题可以有很多种不同的方案,这里举一些比较有代表性的例子。首先看一个单token方案,这个方案除了可以实现token续期以外,还可以实现某些条件下的强制重新登录。
单 Token方案
- 将 token 过期时间设置为15分钟;
- 前端发起请求,后端验证 token 是否过期;如果过期,前端发起刷新token请求,后端为前端返回一个新的token;
- 前端用新的token发起请求,请求成功;
- 如果要实现每隔72小时,必须重新登录,后端需要记录每次用户的登录时间;用户每次请求时,检查用户最后一次登录日期,如超过72小时,则拒绝刷新token的请求,请求失败,跳转到登录页面。
另外后端还可以记录刷新token的次数,比如最多刷新50次,如果达到50次,则不再允许刷新,需要用户重新授权。
上面介绍的单token方案原理比较简单。下面再看一个双token方案。
双Token方案
- 登录成功以后,后端返回
access_token
和 refresh_token
,客户端缓存此两种token
, 使用 access_token
请求接口资源,成功则调用成功;如果token超时,客户端携带 refresh_token
调用token刷新接口获取新的 access_token
; - 后端接受刷新token的请求后,检查
refresh_token
是否过期。如果过期,拒绝刷新,客户端收到该状态后,跳转到登录页;如果未过期,生成新的 access_token
返回给客户端。 - 客户端携带新的
access_token
重新调用上面的资源接口。 - 客户端退出登录或修改密码后,注销旧的
token
,使 access_token
和 refresh_token
失效,同时清空客户端的 access_token
和 refresh_token
。
微信网页授权是通过OAuth2.0机制实现的,也使用了双token方案
微信网页授权方案
- 用户在第三方应用的网页上完成微信授权以后,第三方应用可以获得 code(授权码)。code的超时时间为10分钟,一个code只能成功换取一次
access_token
即失效。 - 第三方应用通过code获取网页授权凭证
access_token
和刷新凭证 refresh_token
。 -
access_token
是调用授权关系接口的调用凭证,由于access_token
有效期(2个小时)较短,当access_token
超时后,可以使用refresh_token
进行刷新。 -
refresh_token
拥有较长的有效期(30天),当refresh_token
失效的后,需要用户重新授权。
后端实现token过期还可以利用Redis来存储token,设置redis的键值对的过期时间。如果发现redis中不存在token的记录,说明token已经过期了。
实战环境
按照
composer require tinywan/jwt
生成令牌
$user = [
'id' => 2022, // 这里必须是一个全局抽象唯一id
'name' => 'Tinywan',
'email' => 'Tinywan@163.com'
];
$token = Tinywan\Jwt\JwtToken::generateToken($user);
var_dump(json_encode($token));
输出(json格式)
{
"token_type": "Bearer",
"expires_in": 36000,
"access_token": "eyJ0eXAiOiJAUR-Gqtnk9LUPO8IDrLK7tjCwQZ7CI...",
"refresh_token": "eyJ0eXAiOiJIEGkKprvcccccQvsTJaOyNy8yweZc..."
}
签名算法
JWT 最常见的几种签名算法(JWA):HS256(HMAC-SHA256) 、RS256(RSA-SHA256) 还有 ES256(ECDSA-SHA256)
JWT 算法列表如下
+--------------+-------------------------------+--------------------+
| "alg" Param | Digital Signature or MAC | Implementation |
| Value | Algorithm | Requirements |
+--------------+-------------------------------+--------------------+
| HS256 | HMAC using SHA-256 | Required |
| HS384 | HMAC using SHA-384 | Optional |
| HS512 | HMAC using SHA-512 | Optional |
| RS256 | RSASSA-PKCS1-v1_5 using | Recommended |
| | SHA-256 | |
| RS384 | RSASSA-PKCS1-v1_5 using | Optional |
| | SHA-384 | |
| RS512 | RSASSA-PKCS1-v1_5 using | Optional |
| | SHA-512 | |
| ES256 | ECDSA using P-256 and SHA-256 | Recommended+ |
| ES384 | ECDSA using P-384 and SHA-384 | Optional |
| ES512 | ECDSA using P-521 and SHA-512 | Optional |
| PS256 | RSASSA-PSS using SHA-256 and | Optional |
| | MGF1 with SHA-256 | |
| PS384 | RSASSA-PSS using SHA-384 and | Optional |
| | MGF1 with SHA-384 | |
| PS512 | RSASSA-PSS using SHA-512 and | Optional |
| | MGF1 with SHA-512 | |
| none | No digital signature or MAC | Optional |
| | performed | |
+--------------+-------------------------------+--------------------+
The use of "+" in the Implementation Requirements column indicates
that the requirement strength is likely to be increased in a future
version of the specification.
可以看到被标记为 Recommended 的只有
RS256
和 ES256
。
对称加密算法
S256 使用同一个「secret_key」进行签名与验证。一旦 secret_key泄漏,就毫无安全性可言了。因此 HS256 只适合集中式认证,签名和验证都必须由可信方进行。
非对称加密算法
RS256 系列是使用 RSA 私钥进行签名,使用 RSA 公钥进行验证。
公钥即使泄漏也毫无影响,只要确保私钥安全就行。RS256 可以将验证委托给其他应用,只要将公钥给他们就行。
视频地址
- 如何使用 JWT 认证插件:https://www.bilibili.com/video/BV1HS4y1F7Jx
- 如何使用 JWT 认证插件(算法篇):https://www.bilibili.com/video/BV14L4y1g7sY