什么是JWT(Json-Web-Token)？JWT的用途和优势是什么？讲解+实战，一篇文章学会JWT怎么用！

1、什么是JWT

最近刚刚启动搭建一个会员支付系统的项目，单点登录用到JWT来认证，借此机会来谈一谈JWT的相关知识，后续也会分享项目中的相关技术点，大家点赞关注哦~~~

1.1、JWT的介绍

官方解释：JSON Web Token （JWT） 是一种开放标准 （RFC 7519），它定义了一种紧凑且独立的方式，用于在各方之间以 JSON 对象的形式安全地传输信息。此信息可以验证和信任，因为它是经过数字签名的。JWT 可以使用密钥（使用 HMAC算法）或使用 RSA 或 ECDSA 的公钥/私钥对进行签名。

简单来说，JWT就是用来判断某种信息是否可以被信任的一种签名json

1.2、JWT的使用场景

1. 身份验证（Authentication）：JWT 可以被用作用户登录的身份验证凭证。当用户成功登录后，服务端可以生成一个包含用户信息的 JWT，并将其返回给客户端。以后，客户端在每次请求时都会携带这个 JWT，服务端通过验证 JWT 的签名来确认用户的身份。
2. 授权（Authorization）：在用户登录后，服务端可以生成包含用户角色、权限等信息的 JWT，并在用户每次请求时进行验证。通过解析 JWT 中的声明信息，服务端可以判断用户是否有权限执行特定的操作或访问特定的资源。
3. 信息交换（Information Exchange）：由于 JWT 的声明信息可以被加密，因此可以安全地在用户和服务器之间传递信息。这在分布式系统中非常有用，因为可以确保信息在各个环节中的安全传递。
4. 单点登录（Single Sign-On）：JWT 可以被用于支持单点登录，使得用户在多个应用之间只需要登录一次即可使用多个应用，从而提高用户体验。

1.3、JWT的优势

1. 无状态：JWT 的验证是基于密钥的，因此它不需要在服务端存储用户信息。这使得 JWT 可以作为一种无状态的身份认证机制。
2. 跨语言支持：JWT 的标准化和简单性质使得它可以在多种语言和平台之间使用。
3. 安全性高：由于 JWT 的载荷可以进行加密处理，因此 JWT 能够保证数据的安全传输。同时，JWT 的签名机制也能够保证数据的完整性和真实性。

2、JWT的结构

JWT由Header+Payload+Signature三部分组成

Header

JWT 的头部通常由两部分组成，分别是令牌类型（typ）和加密算法（alg）。一般情况下，头部会采用 Base64 编码。

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

Payload

JWT 的载荷也称为声明信息，包含了一些有关实体（通常是用户）的信息以及其他元数据。通常包括以下几种声明：

• Registered Claims：这些声明是预定义的，包括 iss（发行者）、sub（主题）、aud（受众）、exp（过期时间）、nbf（生效时间）、iat（发布时间）和 jti（JWT ID）等。
• Public Claims：这些声明可以自定义，但需要注意避免与注册声明的名称冲突。
• Private Claims：这些声明是保留给特定的应用程序使用的，不会与其他应用程序冲突。

注意：Payload中一定不要存放敏感或重要信息，如密码等

{
  "sub": "666666",
  "name": "warriors",
  "admin": true
}

Signature

JWT 的签名是由头部、载荷和密钥共同生成的。它用于验证 JWT 的真实性和完整性。一般情况下，签名也会采用 Base64 编码。
例如，如果要使用 HMAC SHA256 算法，将按以下方式创建签名:

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

3、SpringMVC架构中的JWT使用示例

3.1、引入Maven依赖

<dependency>
   <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
   <artifactId>jjwt-api</artifactId>
   <version>0.11.5</version>
</dependency>

<dependency>
   <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
   <artifactId>jjwt-impl</artifactId>
   <version>0.11.5</version>
   <scope>runtime</scope>
</dependency>

<dependency>
   <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
   <artifactId>jjwt-jackson</artifactId>
   <version>0.11.5</version>
   <scope>runtime</scope>
</dependency>

3.2 、编写JWT工具类，实现JWT生成，JWT校验等功能

public class JWTUtil {
    // JWT过期时间
    public static final long JWT_TTL = 60 * 60 * 1000L * 24 * 14;
    // JWT_KEY为服务器私钥，注意保密
    public static final String JWT_KEY = "aBcDeFgHdkfajdja50490fjaifeja4ief";

    public static String getUUID() {
        return UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
    }

    /**
     * 生成JWT
     * @param subject 用户唯一标识ID
     * @return
     */
    public static String createJWT(String subject) {
        JwtBuilder builder = getJwtBuilder(subject, null, getUUID());
        return builder.compact();
    }

    private static JwtBuilder getJwtBuilder(String subject, Long ttlMillis, String uuid) {
        // 自行选择加密算法
        SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;
        SecretKey secretKey = generalKey();
        long nowMillis = System.currentTimeMillis();
        Date now = new Date(nowMillis);
        if (ttlMillis == null) {
            ttlMillis = JWTUtil.JWT_TTL;
        }

        long expMillis = nowMillis + ttlMillis;
        Date expDate = new Date(expMillis);
        return Jwts.builder()
                .setId(uuid)
                .setSubject(subject)
                .setIssuer("sg")
                .setIssuedAt(now)
                .signWith(signatureAlgorithm, secretKey)
                .setExpiration(expDate);
    }

    public static SecretKey generalKey() {
        byte[] encodeKey = Base64.getDecoder().decode(JWTUtil.JWT_KEY);
        return new SecretKeySpec(encodeKey, 0, encodeKey.length, "HmacSHA256");
    }

    /**
     * 校验JWT
     */
    public static Claims parseJWT(String jwt) throws Exception {
        SecretKey secretKey = generalKey();
        return Jwts.parserBuilder()
                .setSigningKey(secretKey)
                .build()
                .parseClaimsJws(jwt)
                .getBody();
    }
}

3.3、自定义拦截器

public class JWTIntercepter implements HandlerInterceptor {
    public static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(JWTIntercepter.class);

    /**
     * 添加用户身份认证
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        String jwttoken = HttpRequestUtil.getCookieValue(request, "jwt_token");
        if (jwttoken == null || jwttoken.isEmpty()) {
            return false;
        }
        try {
            Claims claims = JWTUtil.parseJWT(jwttoken);
        } catch (JwtException e) {
            LOGGER.info("JWT解析异常:" + e.getMessage());
            return false;
        }
        response.sendError(ResponseEnum.USER_UNAUTHORIZED.getCode(),
                ResponseEnum.USER_UNAUTHORIZED.getMessage());
        return false;
    }
}

3.4、配置拦截器到拦截器链中

@Configuration
public class WebMVCConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        JWTIntercepter jwtIntercepter = new JWTIntercepter();
        registry.addInterceptor(jwtIntercepter)
                .addPathPatterns("/**")
                //注意：登陆和注册请求放行
                .excludePathPatterns("/user/login", "/user/register");
    }
}

至此，jwt的配置已全部完成~~~

大家有任何问题，欢迎在评论区留言，看到会第一时间答复，如内容技术上存在问题，请大胆指正！！！