JWT中token的理解以及优缺点实战结果来啦

JWT：Json Web Token。顾名思义，它是一种在Web中，使用Json来进行Token授权的方案。

既然没有找好密码，token是如何解决信任问题的呢？

解决信任问题，只需要解决两个问题即可：

token是不是来自我信任的机构颁发

token中的信息是否被篡改

对于第一个问题而言，确认token确实是由被信任的第三方颁发的，一般都是通过加密算法来建立信任，颁发时使用密钥进行加密，如果能够对加密内容进行正常解密说明token来自信任方。常用的加密算法分为：

对称可逆加密：使用同一个秘钥来加密解密，如果token能解密就能证明来源，秘钥不对外公开

非对称可逆加密：使用一组秘钥对（私钥加密+公钥解密），如果token能使用公钥进行解密就能证明来源，公钥与私钥之间互相不可推算

优缺点：

对称可逆加密效率高，速度快，但是由于对称可逆加密使用的是同一个秘钥，所以必须向解密的应用提供秘钥，相对而言不安全，所以一般只用于内部应用之间。

非对称可逆加密速度相对慢一些，但是加密时通过私钥加密而解密时只需要提供公钥即可，所以用于对外提供加密机制更加安全可靠，所以多用于向第三方提供加密服务时使用。

算法举例：

HS256
HS256 (带有 SHA-256 的 HMAC 是一种对称算法, 双方之间仅共享一个密钥。由于使用相同的密钥生成签名和验证签名, 因此必须注意确保密钥不被泄密。

2 RS256
RS256 (采用SHA-256 的 RSA 签名) 是一种非对称算法, 它使用公共/私钥对: 标识提供方采用私钥生成签名, JWT 的使用方获取公钥以验证签名。由于公钥 (与私钥相比) 不需要保护, 因此大多数标识提供方使其易于使用方获取和使用 (通常通过一个元数据URL)。

JWT格式说明

JWT令牌格式		作用
Header	头	{ "alg": "HS256", "typ": "JWT"}
Payload	有效载荷	使用base64进行序列化，任何人都可以读到，所以不要包含敏感信息
Signature	签名	防止抵赖-防止篡改，一旦头和有效载荷有内容被篡改，则生成签名部分必将与原内容不同 =HMACSHA256( base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret)

JWT如何解决信任问题的呢？

将签名部分使用秘钥进行解密，如果可以正常解开，说明令牌来自信任方颁发，将解密后的内容与JWT的头部和有效载荷的base64编码内容对比是否一致，如果一致，说明令牌未被篡改。也就解决了token信任的第二个问题。

算法实现：

下面是使用上述的两种加密算法生成的jwt

HS256算法实现

 1 public string GetToken(UserInfoDTO userInfo)
 2 {
 3     string secretKey = _configuration["SercetKey"];
 4     var signingCredentials = new SigningCredentials(new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(secretKey)), SecurityAlgorithms.HmacSha256);
 5 
 6     var claims = new Claim[] {
 7         new Claim("id",userInfo.Id.ToString()),
 8         new Claim("age",userInfo.Age.ToString()),
 9         new Claim("name",userInfo.Name),
10         new Claim("mobile",userInfo.Mobile),
11         new Claim("email",userInfo.EMail),
12         new Claim("role",userInfo.Role),
13     };
14 
15     var token = new JwtSecurityToken(
16         issuer: _configuration["Issuer"], //发行人
17         audience: _configuration["Audience"], //受众人
18         claims: claims,
19         expires: DateTime.UtcNow.AddMinutes(2),//60分钟有效期
20         notBefore: DateTime.UtcNow.AddMinutes(1),//1分钟后有效
21         signingCredentials: signingCredentials);
22     string returnToken = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token);
23     return returnToken;
24 }

RSA256算法实现

 1 public string GetToken(UserInfoDTO userInfo)
 2 {
 3     string filepath = Directory.GetCurrentDirectory();
 4     RSAParameters rSAParameter = default(RSAParameters);
 5     //没有生成过私钥文件，就创建，否则读取私钥
 6     if (!File.Exists(Path.Combine(filepath, "key.private.json")))
 7     {
 8         rSAParameter = GenerateAndSaveKey(filepath);
 9     }
10     else
11     {
12         rSAParameter = JsonConvert.DeserializeObject<RSAParameters>(File.ReadAllText(Path.Combine(filepath, "key.private.json")));
13     }
14 
15     var signingCredentials = new SigningCredentials(new RsaSecurityKey(rSAParameter), SecurityAlgorithms.RsaSha256);
16     var claims = new Claim[] {
17         new Claim("id",userInfo.Id.ToString()),
18         new Claim("age",userInfo.Age.ToString()),
19         new Claim("name",userInfo.Name),
20         new Claim("mobile",userInfo.Mobile),
21         new Claim("email",userInfo.EMail),
22         new Claim("role",userInfo.Role),
23     };
24 
25     var token = new JwtSecurityToken(
26         issuer: _configuration["Issuer"], //发行人
27         audience: _configuration["Audience"], //受众人
28         claims: claims,
29         expires: DateTime.UtcNow.AddMinutes(60),//60分钟有效期
30         notBefore: DateTime.UtcNow.AddMinutes(1),//1分钟后有效
31         signingCredentials: signingCredentials);
32     string returnToken = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token);
33     return returnToken;
34 }

在postman中请求：

将返回的jwt拿到jwt官网解析即可看到已经包含了我们需要传递的内容。因为jwt中传递的内容可以被看到，所以一定不要传递类似密码这类敏感信息

创建一个webapi项目，作为受保护的资源，开启权限认证，并使用jwt作为鉴权方式

 1 services.AddAuthentication(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)
 2 .AddJwtBearer(configureOptions =>
 3 {
 4     configureOptions.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
 5     {
 6         ValidAudience = Configuration["Audience"],
 7         ValidateAudience = true,
 8         ValidIssuer = Configuration["Issuer"],
 9         ValidateIssuer = true,
10         ValidateLifetime = false,
11         LifetimeValidator = (notBefore, expires, securityToken, validationParameters) => {
12             DateTime now = DateTime.UtcNow;
13             if (now.CompareTo(notBefore) < 0 || now.CompareTo(expires) > 0)
14                 return false;
15             return true;
16         },
17         IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(Configuration["SercetKey"])), //对称加密方式，获取密钥
18         //IssuerSigningKey = new RsaSecurityKey(GetPulicKey()), //非对称加密方式，获取第三方提供的公钥
19         ValidateIssuerSigningKey = true,
20          
21     };
22 });

不传递token请求受保护的api，则会返回401

加上获取的token，则可以正常请求

总结：一个JWT由三个部分组成:header,payload,signature。留个小尾巴《病历证明大全》一起开心快乐。

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