1. JWT是什么
JSON Web Token (JWT)，它是目前最流行的跨域身份验证解决方案
2. 为什么使用JWT
JWT的精髓在于：“去中心化”，数据是保存在客户端的。
3. JWT的工作原理
1. 是在服务器身份验证之后，将生成一个JSON对象并将其发送回用户
{"UserName": "Chongchong","Role": "Admin","Expire": "2018-08-08 20:15:56"}
2. 之后，当用户与服务器通信时，客户在请求中发回JSON对象JWT
3. 为了防止用户篡改数据，服务器将在生成对象时添加签名，并对发回的数据进行验证
4. JWT组成
一个JWT实际上就是一个字符串，它由三部分组成：头部(Header)、载荷(Payload)与签名(signature)
JWT结构原理图：
JWT实际结构：
eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.
eyJzdWIiOiJ7fSIsImlzcyI6InpraW5nIiwiZXhwIjoxNTYyODUwMjM3LCJpYXQiOjE1NjI4NDg0MzcsImp0aSI6ImM5OWEyMzRmMDc4NzQyZWE4YjlmYThlYmYzY2VhNjBlIiwidXNlcm5hbWUiOiJ6c3MifQ.
WUfqhFTeGzUZCpCfz5eeEpBXBZ8-lYg1htp-t7wD3I4
它是一个很长的字符串，中间用点（.）分隔成三个部分。注意，JWT 内部是没有换行的，这里只是为了便于展示，将它写成了几行。
写成一行，就是下面的样子：Header.Payload.Signature
4.1 Header
{"typ":"JWT","alg":"HS256"}
这个json中的typ属性，用来标识整个token字符串是一个JWT字符串；它的alg属性，用来说明这个JWT签发的时候所使用的签名和摘要算法
typ跟alg属性的全称其实是type跟algorithm，分别是类型跟算法的意思。之所以都用三个字母来表示，也是基于JWT最终字串大小的考虑，
同时也是跟JWT这个名称保持一致，这样就都是三个字符了…typ跟alg是JWT中标准中规定的属性名称
4.2 Payload(负荷)
{"sub":"123","name":"Tom","admin":true}
payload用来承载要传递的数据，它的json结构实际上是对JWT要传递的数据的一组声明，这些声明被JWT标准称为claims，
它的一个“属性值对”其实就是一个claim(要求)，
每一个claim的都代表特定的含义和作用。
注1：英文“claim”就是要求的意思
注2：如上面结构中的sub代表这个token的所有人，存储的是所有人的ID；name表示这个所有人的名字；admin表示所有人是否管理员的角色。 当后面对JWT进行验证的时候，这些claim都能发挥特定的作用
注3：根据JWT的标准，这些claims可以分为以下三种类型：
A. Reserved claims(保留)
它的含义就像是编程语言的保留字一样，属于JWT标准里面规定的一些claim。JWT标准里面定义好的claim有：
iss(Issuser)：代表这个JWT的签发主体；
sub(Subject)：代表这个JWT的主体，即它的所有人；
aud(Audience)：代表这个JWT的接收对象；
exp(Expiration time)：是一个时间戳，代表这个JWT的过期时间；
nbf(Not Before)：是一个时间戳，代表这个JWT生效的开始时间，意味着在这个时间之前验证JWT是会失败的；
iat(Issued at)：是一个时间戳，代表这个JWT的签发时间；
jti(JWT ID)：是JWT的唯一标识。
B. Public claims，略（不重要）
C. Private claims(私有)
这个指的就是自定义的claim，比如前面那个示例中的admin和name都属于自定的claim。这些claim跟JWT标准规定的claim区别在于：JWT规定的claim，
JWT的接收方在拿到JWT之后，都知道怎么对这些标准的claim进行验证；而private claims不会验证，除非明确告诉接收方要对这些claim进行验证以及规则才行
按照JWT标准的说明：保留的claims都是可选的，在生成payload不强制用上面的那些claim，你可以完全按照自己的想法来定义payload的结构，不过这样搞根本没必要：
第一是，如果把JWT用于认证， 那么JWT标准内规定的几个claim就足够用了，甚至只需要其中一两个就可以了，假如想往JWT里多存一些用户业务信息，
比如角色和用户名等，这倒是用自定义的claim来添加；第二是，JWT标准里面针对它自己规定的claim都提供了有详细的验证规则描述，
每个实现库都会参照这个描述来提供JWT的验证实现，所以如果是自定义的claim名称，那么你用到的实现库就不会主动去验证这些claim
4.3 signature
签名是把header和payload对应的json结构进行base64url编码之后得到的两个串用英文句点号拼接起来，然后根据header里面alg指定的签名算法生成出来的。
算法不同，签名结果不同。以alg: HS256为例来说明前面的签名如何来得到。
按照前面alg可用值的说明，HS256其实包含的是两种算法：HMAC算法和SHA256算法，前者用于生成摘要，后者用于对摘要进行数字签名。这两个算法也可以用HMACSHA256来统称
5. JWT的验证过程
它验证的方法其实很简单，只要把header做base64url解码，就能知道JWT用的什么算法做的签名，然后用这个算法，再次用同样的逻辑对header和payload做一次签名，
并比较这个签名是否与JWT本身包含的第三个部分的串是否完全相同，只要不同，就可以认为这个JWT是一个被篡改过的串，自然就属于验证失败了。
接收方生成签名的时候必须使用跟JWT发送方相同的密钥
注1：在验证一个JWT的时候，签名认证是每个实现库都会自动做的，但是payload的认证是由使用者来决定的。因为JWT里面可能会包含一个自定义claim，
//所以它不会自动去验证这些claim，以jjwt-0.7.0.jar为例： //A 如果签名认证失败会抛出如下的异常： io.jsonwebtoken.SignatureException: JWT signature does not match locally computed signature. JWT validity cannot be asserted and should not be trusted. //即签名错误，JWT的签名与本地计算机的签名不匹配 //B JWT过期异常 io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException: JWT expired at 2017-06-13T11:55:56Z. Current time: 2017-06-13T11:55:57Z, a difference of 1608 milliseconds. Allowed
注2：认证失败，返回401 Unauthorized响应
注3：认证服务作为一个Middleware HOOK 对请求进行拦截，首先在cookie中查找Token信息，如果没有找到，则在HTTP Authorization Head中查找
6. JWT令牌刷新思路
6.1 登陆成功后，将生成的JWT令牌通过响应头返回给客户端
//生成JWT，并设置到response响应头中 String jwt=JwtUtils.createJwt(json, JwtUtils.JWT_WEB_TTL); response.setHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY, jwt);
6.2 WEB APP项目每次请求后台数据时(将JWT令牌从请求头中带过来)，验证通过，刷新JWT，并保存在响应头返回给客户端，有效时间30分钟
package com.zking.test.util; import java.io.IOException; import javax.servlet.Filter; import javax.servlet.FilterChain; import javax.servlet.FilterConfig; import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.ServletRequest; import javax.servlet.ServletResponse; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; /** * 配置tomcat允许跨域访问 * * @author Administrator * */ public class CorsFilter implements Filter { @Override public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException { } // @Override // public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse // servletResponse, FilterChain filterChain) // throws IOException, ServletException { // HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) servletResponse; // // // Access-Control-Allow-Origin就是我们需要设置的域名 // // Access-Control-Allow-Headers跨域允许包含的头。 // // Access-Control-Allow-Methods是允许的请求方式 // httpResponse.addHeader("Access-Control-Allow-Origin", "*");// *,任何域名 // httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Methods", "POST, GET, PUT, // DELETE"); // // httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin, // // X-Requested-With, Content-Type, Accept"); // // // 允许请求头Token // httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", // "Origin,X-Requested-With, Content-Type, Accept, Token"); // HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest; // System.out.println("Token=" + req.getHeader("Token")); // if("OPTIONS".equals(req.getMethod())) { // return; // } // // // filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse); // } @Override public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException { HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) servletResponse; HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest; // Access-Control-Allow-Origin就是我们需要设置的域名 // Access-Control-Allow-Headers跨域允许包含的头。 // Access-Control-Allow-Methods是允许的请求方式 resp.setHeader("Access-Control-Allow-Origin", "*");// *,任何域名 resp.setHeader("Access-Control-Allow-Methods", "POST, GET, PUT, DELETE"); // resp.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin,X-Requested-With, // Content-Type, Accept"); // 允许客户端，发一个新的请求头jwt resp.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin,X-Requested-With, Content-Type, Accept, jwt"); // 允许客户端，处理一个新的响应头jwt resp.setHeader("Access-Control-Expose-Headers", "jwt"); // String sss = resp.getHeader("Access-Control-Expose-Headers"); // System.out.println("sss=" + sss); // 允许请求头Token // httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers","Origin,X-Requested-With, // Content-Type, Accept, Token"); // System.out.println("Token=" + req.getHeader("Token")); if ("OPTIONS".equals(req.getMethod())) {// axios的ajax会发两次请求，第一次提交方式为：option，直接返回即可 return; } filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse); } @Override public void destroy() { } }
package com.zking.test.jwt; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; import java.util.HashMap; import java.util.Map; import org.junit.Test; import io.jsonwebtoken.Claims; public class JwtDemo { private SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS"); @Test public void test1() {// 生成JWT Map<String, Object> claims = new HashMap<String, Object>(); claims.put("username", "zss"); claims.put("age", 18); String jwt = JwtUtils.createJwt(claims, JwtUtils.JWT_WEB_TTL); System.out.println(jwt); Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(jwt); for (Map.Entry<String, Object> entry : parseJwt.entrySet()) { System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue()); } Date d1 = parseJwt.getIssuedAt(); Date d2 = parseJwt.getExpiration(); System.out.println("令牌签发时间：" + sdf.format(d1)); System.out.println("令牌过期时间：" + sdf.format(d2)); } @Test public void test2() {// 解析oldJwt String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1NjI5MDMzNjAsImlhdCI6MTU2MjkwMTU2MCwiYWdlIjoxOCwianRpIjoiZDVjMzE4Njg0MDcyNDgyZDg1MDE5ODVmMDY3OGQ4NjkiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ9.XDDDRRq5jYq5EdEBHtPm7GcuBz4S0VhDTS1amRCdf48"; Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(oldJwt); for (Map.Entry<String, Object> entry : parseJwt.entrySet()) { System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue()); } Date d1 = parseJwt.getIssuedAt(); Date d2 = parseJwt.getExpiration(); System.out.println("令牌签发时间：" + sdf.format(d1)); System.out.println("令牌过期时间：" + sdf.format(d2)); } @Test public void test3() {// 复制jwt，并延时30秒 String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1NjI5MDMzNjAsImlhdCI6MTU2MjkwMTU2MCwiYWdlIjoxOCwianRpIjoiZDVjMzE4Njg0MDcyNDgyZDg1MDE5ODVmMDY3OGQ4NjkiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ9.XDDDRRq5jYq5EdEBHtPm7GcuBz4S0VhDTS1amRCdf48"; String jwt = JwtUtils.copyJwt(oldJwt, JwtUtils.JWT_WEB_TTL); Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(jwt); for (Map.Entry<String, Object> entry : parseJwt.entrySet()) { System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue()); } Date d1 = parseJwt.getIssuedAt(); Date d2 = parseJwt.getExpiration(); System.out.println("令牌签发时间：" + sdf.format(d1)); System.out.println("令牌过期时间：" + sdf.format(d2)); } @Test public void test4() {// 测试JWT的有效时间 Map<String, Object> claims = new HashMap<String, Object>(); claims.put("username", "zss"); String jwt = JwtUtils.createJwt(claims, 3 * 1000L); System.out.println(jwt); Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(jwt); Date d1 = parseJwt.getIssuedAt(); Date d2 = parseJwt.getExpiration(); System.out.println("令牌签发时间：" + sdf.format(d1)); System.out.println("令牌过期时间：" + sdf.format(d2)); } @Test public void test5() {// 三秒后再解析上面过期时间只有三秒的令牌，因为过期则会报错io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1NjI4NTMzMzAsImlhdCI6MTU2Mjg1MzMyNywidXNlcm5hbWUiOiJ6c3MifQ.e098Vj9KBlZfC12QSDhI5lUGRLbNwb27lrYYSL6JwrQ"; Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(oldJwt); // 过期后解析就报错了，下面代码根本不会执行 Date d1 = parseJwt.getIssuedAt(); Date d2 = parseJwt.getExpiration(); System.out.println("令牌签发时间：" + sdf.format(d1)); System.out.println("令牌过期时间：" + sdf.format(d2)); } }
package com.zking.test.jwt; import java.io.IOException; import java.util.regex.Matcher; import java.util.regex.Pattern; import javax.servlet.Filter; import javax.servlet.FilterChain; import javax.servlet.FilterConfig; import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.ServletRequest; import javax.servlet.ServletResponse; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; import io.jsonwebtoken.Claims; /** * * JWT验证过滤器，配置顺序 ：CorsFilte-->JwtFilter-->struts2中央控制器 * * @author Administrator * */ public class JwtFilter implements Filter { // 排除的URL，一般为登陆的URL(请改成自己登陆的URL) private static String EXCLUDE = "^/sys/userAction_doLogin\\.action?.*$"; private static Pattern PATTERN = Pattern.compile(EXCLUDE); private boolean OFF = false;// true关闭jwt令牌验证功能 @Override public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException { } @Override public void destroy() { } @Override public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException { HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request; HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response; String path = req.getServletPath(); if (OFF || isExcludeUrl(path)) {// 登陆直接放行 chain.doFilter(request, response); return; } // 从客户端请求头中获得令牌并验证 String jwt = req.getHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY); Claims claims = this.validateJwtToken(jwt); if (null == claims) { // resp.setCharacterEncoding("UTF-8"); resp.sendError(403, "JWT令牌已过期或已失效"); return; } else { String newJwt = JwtUtils.copyJwt(jwt, JwtUtils.JWT_WEB_TTL); resp.setHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY, newJwt); chain.doFilter(request, response); } } /** * 验证jwt令牌，验证通过返回声明(包括公有和私有)，返回null则表示验证失败 */ private Claims validateJwtToken(String jwt) { Claims claims = null; try { if (null != jwt) { claims = JwtUtils.parseJwt(jwt); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return claims; } /** * 是否为排除的URL * * @param path * @return */ private boolean isExcludeUrl(String path) { Matcher matcher = PATTERN.matcher(path); return matcher.matches(); } // public static void main(String[] args) { // String path = "/sys/userAction_doLogin.action?username=zs&password=123"; // Matcher matcher = PATTERN.matcher(path); // boolean b = matcher.matches(); // System.out.println(b); // } }
package com.zking.test.jwt; import java.util.Date; import java.util.Map; import java.util.UUID; import javax.crypto.SecretKey; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import org.apache.commons.codec.binary.Base64; import io.jsonwebtoken.Claims; import io.jsonwebtoken.JwtBuilder; import io.jsonwebtoken.Jwts; import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm; /** * JWT验证过滤器：配置顺序 CorsFilte->JwtUtilsr-->StrutsPrepareAndExecuteFilter * */ public class JwtUtils { /** * JWT_WEB_TTL：WEBAPP应用中token的有效时间,默认30分钟 */ public static final long JWT_WEB_TTL = 30 * 60 * 1000; /** * 将jwt令牌保存到header中的key */ public static final String JWT_HEADER_KEY = "jwt"; // 指定签名的时候使用的签名算法，也就是header那部分，jjwt已经将这部分内容封装好了。 private static final SignatureAlgorithm SIGNATURE_ALGORITHM = SignatureAlgorithm.HS256; private static final String JWT_SECRET = "f356cdce935c42328ad2001d7e9552a3";// JWT密匙 private static final SecretKey JWT_KEY;// 使用JWT密匙生成的加密key static { byte[] encodedKey = Base64.decodeBase64(JWT_SECRET); JWT_KEY = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES"); } private JwtUtils() { } /** * 解密jwt，获得所有声明(包括标准和私有声明) * * @param jwt * @return * @throws Exception */ public static Claims parseJwt(String jwt) { Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey(JWT_KEY).parseClaimsJws(jwt).getBody(); return claims; } /** * 创建JWT令牌，签发时间为当前时间 * * @param claims * 创建payload的私有声明（根据特定的业务需要添加，如果要拿这个做验证，一般是需要和jwt的接收方提前沟通好验证方式的） * @param ttlMillis * JWT的有效时间(单位毫秒)，当前时间+有效时间=过期时间 * @return jwt令牌 */ public static String createJwt(Map<String, Object> claims, long ttlMillis) { // 生成JWT的时间，即签发时间 long nowMillis = System.currentTimeMillis(); // 下面就是在为payload添加各种标准声明和私有声明了 // 这里其实就是new一个JwtBuilder，设置jwt的body JwtBuilder builder = Jwts.builder() // 如果有私有声明，一定要先设置这个自己创建的私有的声明，这个是给builder的claim赋值，一旦写在标准的声明赋值之后，就是覆盖了那些标准的声明的 .setClaims(claims) // 设置jti(JWT ID)：是JWT的唯一标识，根据业务需要，这个可以设置为一个不重复的值，主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。 // 可以在未登陆前作为身份标识使用 .setId(UUID.randomUUID().toString().replace("-", "")) // iss(Issuser)签发者，写死 // .setIssuer("zking") // iat: jwt的签发时间 .setIssuedAt(new Date(nowMillis)) // 代表这个JWT的主体，即它的所有人，这个是一个json格式的字符串，可放数据{"uid":"zs"}。此处没放 // .setSubject("{}") // 设置签名使用的签名算法和签名使用的秘钥 .signWith(SIGNATURE_ALGORITHM, JWT_KEY) // 设置JWT的过期时间 .setExpiration(new Date(nowMillis + ttlMillis)); return builder.compact(); } /** * 复制jwt，并重新设置签发时间(为当前时间)和失效时间 * * @param jwt * 被复制的jwt令牌 * @param ttlMillis * jwt的有效时间(单位毫秒)，当前时间+有效时间=过期时间 * @return */ public static String copyJwt(String jwt, Long ttlMillis) { Claims claims = parseJwt(jwt); // 生成JWT的时间，即签发时间 long nowMillis = System.currentTimeMillis(); // 下面就是在为payload添加各种标准声明和私有声明了 // 这里其实就是new一个JwtBuilder，设置jwt的body JwtBuilder builder = Jwts.builder() // 如果有私有声明，一定要先设置这个自己创建的私有的声明，这个是给builder的claim赋值，一旦写在标准的声明赋值之后，就是覆盖了那些标准的声明的 .setClaims(claims) // 设置jti(JWT ID)：是JWT的唯一标识，根据业务需要，这个可以设置为一个不重复的值，主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。 // 可以在未登陆前作为身份标识使用 //.setId(UUID.randomUUID().toString().replace("-", "")) // iss(Issuser)签发者，写死 // .setIssuer("zking") // iat: jwt的签发时间 .setIssuedAt(new Date(nowMillis)) // 代表这个JWT的主体，即它的所有人，这个是一个json格式的字符串，可放数据{"uid":"zs"}。此处没放 // .setSubject("{}") // 设置签名使用的签名算法和签名使用的秘钥 .signWith(SIGNATURE_ALGORITHM, JWT_KEY) // 设置JWT的过期时间 .setExpiration(new Date(nowMillis + ttlMillis)); return builder.compact(); } }
注1：修改CorsFilter添加允许的新的请求头“jwt”
注2：原来在默认的请求上， 浏览器只能访问以下默认的 响应头
Cache-Control
Content-Language
Content-Type
Expires
Last-Modified
Pragma
如果想让浏览器能访问到其他的 响应头的话 需要在服务器上设置 Access-Control-Expose-Headers
Access-Control-Expose-Headers : 'jwt'
// CorsFilter 允许客户端，发一个新的请求头jwt
resp.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin,X-Requested-With, Content-Type, Accept, jwt");
注3：axios从响应头获得jwt令牌并保存到vuex
这里有个问题如何获得项目中Vue的根实例，解决方案：修改main.js
window.vm = new Vue({...});
其它vuex的操作就照旧
注4：写在最后的话鸟~~~退出系统请清空vuex中的内容哦
注5：刷新页面会导致vuex中的state清空，解决方案在前面一章哦^_^
