JSON Web Token？ - Githubissues

JSON Web Token（JWT）是一个轻巧的规范，使用JWT可在用户和服务器之间传递安全可靠的信息。使用HMAC算法或使用RSA的公钥/私钥对JWT进行数字签名，所以安全性非常高。

特点： • 紧凑型（compact）：由于是加密后的字符串，JWT数据体积非常的小，可通过 POST参数或HTTP请求头发送。另外，数据体积小意味着传输速度很快。 • 自包含(self-contained)：JWT包含了用户的所有信心，所以避免了每次查询数据库，降低了服务器的负载。

适用场景： 1、用于向Web应用传递一些非敏感信息。例如完成加好友、下订单的操作等等。 2、用于设计用户认证和授权系统。 3、实现Web应用的单点登录。

一般场景： • 验证：这是使用JWT的最常见的场景。一旦用户登录，每个后续请求将包括JWT，允许用户访问该令牌允许的路由，服务和资源。单点登录是一个广泛使用JWT的功能，因为它的开销很小，并且能够在不同的域中轻松使用。 • 信息交换：JWT是在各方之间安全传输信息的好方法，因为它们可以被签名，例如使用公钥/私钥对. 另外，当使用标题和有效载荷计算签名时，还可以验证内容是否未被篡改。

JWT由三个部分组成，分别为“.”分隔，三部分组成如下：

Header（头） Payload（有效载荷） Signature（签名）因此，JWT通常格式如下：xxxxx.yyyyy.zzzzz

Header 标题通常由两部分组成：令牌的类型，即JWT，以及使用的哈希算法，如HMAC SHA256或RSA。比如：

{
  “alg”：“HS256”，
  “typ”：“JWT”
}

将header进行Base64 编码作为JWT的第一部分。

Payload 这是JWT的第二部分，包含了用户的一些信息和Claim(声明、权利)，有三种类型的Claim：保留，公开和私人声明。一个典型的payload应该如下：

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "admin": true
}

将payload进行Base64 编码作为JWT的第二部分。

Signature 要创建签名部分，需要使用到用Base64编码后header和payloader，以及秘钥，将它们签名，一个典型的格式如下：

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

首先，服务器应用让用户通过Web表单将自己的用户名和密码发送到服务器的接口。这一过程一般是一个HTTP POST请求。建议的方式是通过SSL加密的传输（https协议），从而避免敏感信息被嗅探。

用户登录请求

接下来，应用和数据库核对用户名和密码。

核对用户名密码核对用户名和密码成功后，应用将用户的id（图中的user_id）作为JWT Payload的一个属性，将其与头部分别进行Base64编码拼接后签名，形成一个JWT。这里的JWT就是一个形同lll.zzz.xxx的字符串。

应用将JWT字符串作为该请求Cookie的一部分返回给用户。注意，在这里必须使用HttpOnly属性来防止Cookie被JavaScript读取，从而避免跨站脚本攻击（XSS攻击）。

在Cookie失效或者被删除前，用户每次访问应用，应用都会接受到含有jwt的Cookie。从而应用就可以将JWT从请求中提取出来。

应用通过一系列任务检查JWT的有效性。例如，检查签名是否正确；检查Token是否过期；检查Token的接收方是否是自己（可选）。

应用在确认JWT有效之后，JWT进行Base64解码（可能在上一步中已经完成），然后在Payload中读取用户的id值，也就是user_id属性。这里用户的id为1025。

应用从数据库取到id为1025的用户的信息，加载到内存中，进行ORM之类的一系列底层逻辑初始化。

应用根据用户请求进行响应。

和Session方式存储id的差异 Session方式存储用户id的最大弊病在于要占用大量服务器内存，对于较大型应用而言可能还要保存许多的状态。一般而言，大型应用还需要借助一些KV数据库和一系列缓存机制来实现Session的存储。

而JWT方式将用户状态分散到了客户端中，可以明显减轻服务端的内存压力。除了用户id之外，还可以存储其他的和用户相关的信息，例如该用户是否是管理员、用户所在的分桶（见[《你所应该知道的A/B测试基础》一文](/2015/08/27/introduction-to-ab-testing/）等。

虽说JWT方式让服务器有一些计算压力（例如加密、编码和解码），但是这些压力相比磁盘I/O而言或许是半斤八两。具体是否采用，需要在不同场景下用数据说话。

单点登录 Session方式来存储用户id，一开始用户的Session只会存储在一台服务器上。对于有多个子域名的站点，每个子域名至少会对应一台不同的服务器，例如：

www.taobao.com nv.taobao.com nz.taobao.com login.taobao.com 所以如果要实现在login.taobao.com登录后，在其他的子域名下依然可以取到Session，这要求我们在多台服务器上同步Session。

使用JWT的方式则没有这个问题的存在，因为用户的状态已经被传送到了客户端。因此，我们只需要将含有JWT的Cookie的domain设置为顶级域名即可，例如

Set-Cookie: jwt=lll.zzz.xxx; HttpOnly; max-age=980000; domain=.taobao.com

注意domain必须设置为一个点加顶级域名，即.taobao.com。这样，taobao.com和*.taobao.com就都可以接受到这个Cookie，并获取JWT了。

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JSON Web Token？ #40