Python 使用rsa类库基于RSA256算法生成JWT

JWT简介

JWT(Json web token)，是为了在网络应用环境间传递声明而执行的一种基于JSON的开放标准。JWT提供了一种简单、安全的身份认证方法，特别适合分布式站点单点登录、或者是签名。

JWT构成

JWT是由3部分信息组成，分别为header，payload，signature，组合形式为：header.payload.signature（注意：这里的header，payload，signature都是经过base64加密的值）

header

格式如下：

{
  'typ': 'JWT', # 声明类型
  'alg': 'RS256' # 声明加密算法 # RSA Signature withSHA-256
}

要构成JWT组成部分之前，需要对其进行base64加密，得到一字符串，形如：eyJ0eXAiOiAiSldUIiwgImFsZyI6ICJSUzI1NiJ9

payload

payload用于存放有效信息，可划分为三部分。

• 标准声明

• 公共声明

• 私有声明

标准声明(建议但不强制使用)

• iss：issue，JWT签发者

• sub：subject，主题

• aud：audience，受众，该JWT所面向的用户

• exp： JWT过期时间戳，单位秒，这个过期时间必须要大于签发时间

• nbf：定义在什么时间之前，该JWT都是不可用的

• iat：JWT签发时间

• jti：JWT的唯一身份标识，主要用来作为一次性token，从而避免重放攻击。

公共声明

公共声明可以添加任何的信息，一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息。一般不建议添加敏感信息，因为该部分在客户端可解密。

私有声明

私有声明是提供者和消费者所共同定义的声明，一般不建议添加敏感信息，因为该部分在客户端也是可解密。

格式如下

{
    "iss":"shouke",
    "sub":"test_subject",
    "aud":"tester",
    "iat":1624499492,
    "exp":1624535491,
    "jti":"8NLazrgnXpAvmHA6eybETH7RT8sUWbag",
    "username":"shouke",
    "hobby":"unknow"
}

同header一样，要构成JWT组成部分之前，需要对其进行base64加密，得到一字符串，形如：

eyJpc3MiOiAiY2Fzc21hbGwuY29tIiwgInN1YiI6ICJtYW5keSIsICJhdWQiOiAiY2Fzc21hbGwiLCAiaWF0IjogMTYyNTI4NzIzNSwgImV4cCI6IDE2NTY4MjMyMzUsICJqdGkiOiAiSmVRbUxqUlpaR0hjVEh1ZE5FdWRiUyIsICJ1c2VybmFtZSI6ICJzaG91a2UiLCAiaG9iYnkiOiAidW5rbm93In0=

signature

header，payload构成了signature基础信息，格式为：header.payload，其中header和payload，也是base64加密后的值。

构成JWT组成部分之前，需要采用header中alg配置对应的算法，对上述基础信息进行加密，然后对加密结果进行base64编码,得到最终的signature。

L1THOR4+gsksnDzwjGDsVCjvwlO7NBRdC6cVHAy1pycUGBugE6UM6mj/So1QRivVOyzk/OafHg9KpsR3/93SJ4SJXIyYhLaJXfIH+6tvi9Z72h6A2ko2AT//gfdtAtTJEMAF8rlsuu58FgYSQn2GjCIgn8oRNyX5S4w5Zmz+cJk=

最后，将以上三部分用.连接起来，得到JWT，如下

eyJ0eXAiOiAiSldUIiwgImFsZyI6ICJSUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiAiY2Fzc21hbGwuY29tIiwgInN1YiI6ICJtYW5keSIsICJhdWQiOiAiY2Fzc21hbGwiLCAiaWF0IjogMTYyNTI4NzIzNSwgImV4cCI6IDE2NTY4MjMyMzUsICJqdGkiOiAiSmVRbUxqUlpaR0hjVEh1ZE5FdWRiUyIsICJ1c2VybmFtZSI6ICJzaG91a2UiLCAiaG9iYnkiOiAidW5rbm93In0=.L1THOR4+gsksnDzwjGDsVCjvwlO7NBRdC6cVHAy1pycUGBugE6UM6mj/So1QRivVOyzk/OafHg9KpsR3/93SJ4SJXIyYhLaJXfIH+6tvi9Z72h6A2ko2AT//gfdtAtTJEMAF8rlsuu58FgYSQn2GjCIgn8oRNyX5S4w5Zmz+cJk=

代码实现

import rsa

import base64
import json
import shortuuid
from datetime import datetime, timedelta
def make_jwt():
    header = { 'typ': 'JWT',  # 令牌类型
               'alg': 'RS256' # 使用的算法 # RSA Signature withSHA-256
             }

    header = base64.b64encode(json.dumps(header).encode()).decode() # encode  decode 默认使用utf-8
    print(header)
    payload = {
        "iss":"cassmall.com",
        "sub":"mandy",
        "aud":"cassmall",
        "iat":int(datetime.now().timestamp()),
        "exp":int((datetime.now()+ timedelta(seconds=31536000)).timestamp()), # JWT过期时间戳，单位秒
        "jti":shortuuid.uuid(),
        "username":"shouke",
        "hobby":"unknow"
    }
    payload = base64.b64encode(json.dumps(payload).encode()).decode()
    print(payload)
    signature = genrate_signature(1024, '{header}.{payload}'.format(header=header, payload=payload).encode('utf-8'), 'SHA-256')
    print(signature)

    return '{header}.{payload}.{signature}'.format(header=header,
                                                      payload=payload,
                                                      signature=signature)

def genrate_signature(nbits, message, hash_method):
    (pubkey, privkey) = rsa.newkeys(nbits)
    if not isinstance(message, bytes):
        message = message.encode('utf-8')
    hash = rsa.compute_hash(message, hash_method)
    return base64.b64encode(rsa.sign(hash, privkey, hash_method)).decode()

if __name__ == '__main__':
    print(make_jwt())