SpringBoot - 集成Auth0 JWT

目录

• 前言
  • session认证与Token认证
    • session认证
    • Token认证
  • JWT简介
    • JWT定义
    • JWT数据结构
    • JWT的类库
• 具体实现
  • JWT配置
  • JWT工具类
  • 测试接口

前言

说说JWT，先说下互联网服务常见的两种用户认证方式：

session认证与Token认证

session认证

传统的Session认证的大体流程可以表示为用户提供用户名和密码登录后由服务器存储一份用户登录信息并传递给浏览器保存为Cookie，并在下次请求中根据Cookie来识别用户，但这种方式缺陷明显：

• Session都是保存在内存中，随着认证用户的增多，服务端的开销明显增大
• 保存在内存中的Session限制了分布式的应用
• Cookie容易被截获伪造

Token认证

Token 泛指身份验证时使用的令牌，Token鉴权机制从某些角度而言与Cookie是一个作用，其目的是让后台知道请求是来自于受信的客户端，其通过实现了某种算法加密的Token字符串来完成鉴权工作，其优点在于：

• 服务器不需要保存 Session 数据（无状态），容易实现扩展
• 有效避免Cookie被截获引发的CSRF攻击
• 可以存储一些业务逻辑所必要的非敏感信息
• 便于传输，其构成非常简单，字节占用小

JWT简介

JWT定义

• JWT全称为Json web token，也就是 Json 格式的 web token，可以这么理解：

Token // 个人证件
JWT  // 个人身份证

JWT数据结构

• JWT由三段字符串组成，中间用.分隔，如下：

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1aWQiOjEsInNjb3BlIjo4LCJleHAiOjE3MTU3NDAyMjIsImlhdCI6MTYyOTM0MDIyMn0.wuRsF5wvLHbDF_21Pocas8SeXQ315rgBl6wm1LRL2bQ

• JWT 的三个部分依次如下：

Header（头部）// Header 部分是一个 JSON 对象，描述 JWT 的元数据，通常是下面的样子。
Payload（负载）// Payload 部分是一个 JSON 对象，用来存放实际需要传递的数据
Signature（签名）// Signature 部分是对前两部分的签名，防止数据篡改

• 第一段字符串Header：eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9将其 Base64 解码后得到：

{
	"typ": "JWT", // TOKEN TYPE ,token类型
	"alg": "HS256"  //ALGORITHM，算法 哈希256
}

• 第二段字符串Payload：eyJ1aWQiOjEsInNjb3BlIjo4LCJleHAiOjE3MTU3NDAyMjIsImlhdCI6MTYyOTM0MDIyMn0

PAYLOAD是数据载体，可以有自定义数据
{
  "uid": "1234567890" // 自定义数据
}

• 第三段字符串Signature：wuRsF5wvLHbDF_21Pocas8SeXQ315rgBl6wm1LRL2bQ

Signature 部分是对前两部分的签名，防止数据篡改。

JWT的类库

• Java 中的 JWT 有很多类库，关于其优缺点可以在官网查看：https://jwt.io/，这里我们介绍Auth0的JWT的集成使用方式

Auth0 实现的 com.auth0 / java-jwt / 3.3.0
Brian Campbell 实现的 org.bitbucket.b_c / jose4j / 0.6.3
connect2id 实现的 com.nimbusds / nimbus-jose-jwt / 5.7
Les Hazlewood 实现的 io.jsonwebtoken / jjwt / 0.9.0
FusionAuth 实现的 io.fusionauth / fusionauth-jwt / 3.1.0
Vert.x 实现的 io.vertx / vertx-auth-jwt / 3.5.1

具体实现

JWT配置

• pom.xml

<!-- jwt -->
<dependency>
    <groupId>com.auth0</groupId>
    <artifactId>java-jwt</artifactId>
    <version>3.8.1</version>
</dependency>

• application.yml

coisini:
  security:
    jwt-key: coisini
    # 过期时间
    token-expired-in: 86400000

JWT工具类

• JwtUtil.java

import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.JWTVerifier;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.exceptions.JWTVerificationException;
import com.auth0.jwt.interfaces.Claim;
import com.auth0.jwt.interfaces.DecodedJWT;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.*;

/**
 * @Description JWT工具类
 * @author coisini
 * @date Aug 18, 2021
 * @Version 1.0
 */
@Component
public class JwtUtil {

    /**
     * key
     */
    private static String jwtKey;

    /**
     * 过期时间
     */
    private static Integer expiredTimeIn;

    /**
     * JWT KEY
     * @param jwtKey
     */
    @Value("${coisini.security.jwt-key}")
    public void setJwtKey(String jwtKey) {
        JwtUtil.jwtKey = jwtKey;
    }

    /**
     * 过期时间
     * @param expiredTimeIn
     */
    @Value("${coisini.security.token-expired-in}")
    public void setExpiredTimeIn(Integer expiredTimeIn) {
        JwtUtil.expiredTimeIn = expiredTimeIn;
    }

    /**
     * 生成令牌
     * @param uid 用户id
     * @return
     */
    public static String makeToken(Long uid) {
        return JwtUtil.getToken(uid);
    }

    /**
     * 获取令牌
     * @param uid 用户id
     * @param scope 权限分级数字
     * @return
     */
    private static String getToken(Long uid) {
        // 指定算法
        Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(JwtUtil.jwtKey);

        Map<String, Date> dateMap = JwtUtil.calculateExpiredIssues();

        /**
         * withClaim(） 写入自定义数据
         * withExpiresAt() 设置过期时间
         * withIssuedAt() 设置当前时间
         * sign() 签名算法
         */
        return JWT.create()
                    .withClaim("uid", uid)
                    .withExpiresAt(dateMap.get("expiredTime"))
                    .withIssuedAt(dateMap.get("now"))
                    .sign(algorithm);
    }

    /**
     * 获取自定义数据
     * @param token
     * @return
     */
    public static Optional<Map<String, Claim>> getClaims(String token) {
        DecodedJWT decodedJWT;

        // 指定算法
        Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(JwtUtil.jwtKey);
        JWTVerifier jwtVerifier = JWT.require(algorithm).build();

        try {
            decodedJWT = jwtVerifier.verify(token);
        } catch (JWTVerificationException e) {
            return Optional.empty();
        }

        return Optional.of(decodedJWT.getClaims());
    }

    /**
     * 验证Token
     * @param token
     * @return
     */
    public static boolean verifyToken(String token) {
        try {
            Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(JwtUtil.jwtKey);
            JWTVerifier jwtVerifier = JWT.require(algorithm).build();
            jwtVerifier.verify(token);
        } catch (JWTVerificationException e) {
            return false;
        }

        return true;
    }

    /**
     * 计算过期时间
     * @return
     */
    private static Map<String, Date> calculateExpiredIssues() {
        Map<String, Date> map = new HashMap<>();
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        Date now = calendar.getTime();
        calendar.add(Calendar.SECOND, JwtUtil.expiredTimeIn);
        // 当前时间
        map.put("now", now);
        // 过期时间
        map.put("expiredTime", calendar.getTime());
        return map;
    }

}

测试接口

• JwtController.java

@RestController
@RequestMapping("/jwt")
public class JwtController {

    /**
     * 获取Token
     * @param id
     * @return
     */
    @GetMapping(value = "/get")
    public String getToken(@RequestParam Long id) {
        return JwtUtil.makeToken(id);
    }

    /**
     * 验证Token
     * @param token
     * @return
     */
    @PostMapping("/verify")
    public Map<String, Boolean> verify(@RequestParam String token) {
        Map<String, Boolean> map = new HashMap<>();
        Boolean valid = JwtUtil.verifyToken(token);
        map.put("is_valid", valid);
        return map;
    }

}

• 测试结果

• JWT生成的Token应该放在请求头内来传输，后端统一拦截验证，这里留在下篇文章吧。。。

- End -
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