JWT中token的理解

2022-12-01,,

今天我们来聊一聊关于JWT授权的事情。

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

项目源码链接: https://pan.baidu.com/s/1u9Lu7rLq7swSXOdV_sNh-g?pwd=mxfg

JWT中token的理解的相关教程结束。

《JWT中token的理解.doc》

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