JWT(JSON Web Token)原理简介

原文：http://www.fengchang.cc/post/114

参考了一下这篇文章:https://medium.com/vandium-software/5-easy-steps-to-understanding-json-web-tokens-jwt-1164c0adfcec

原理说的非常清楚。总结如下:

首先这个先说这个东西是什么，干什么用的，一句话说：就是这是一种认证机制，让后台知道请求是来自于受信的客户端。

那么从这个角度而言，这个东西跟浏览器的cookie是一个作用，好比我在一个网站登录了，就可以往这个网站发送restful请求，请求的同时会捎带上cookie，后台检查这个cookie发现你是合法的，才响应你的请求。

只不过这里JWT的原理不同，但基本上最顶层的原理还是非常简单：

这个图中有三个主体： user, application server和authentication server

非常常见的一个架构，首先用户需要 通过登录等手段向authentication server发送一个认证请求，authentication会返回给用户一个JWT（这个JWT的具体内容格式是啥后面会说，先理解成一个简单的字符串好了）

此后用户向application server发送的所有请求都要捎带上这个JWT,然后application server会验证这个JWT的合法性，验证通过则说明用户请求时来自合法守信的客户端。

下面简单说一下这个JWT的格式，十分简单，就是一个三部分组成的字符串：

下面一部分一部分来讲：

header, 一个例子是：

非常简单，typ顾名思义就是type的意思，例如上面这里就指明是JWT的类型。alg顾名思义是algorithm的意思，指代一个加密算法，例如上面指代HS256(HMAC-SHA256),这个算法会在生成第三部分signature的时候用到。

payload,一个例子是：

这部分的本质是用户数据，怎么理解呢，就是JWT的目的是认证身份来源，那么你是不是得自报家门我是谁呢？所以总得往里塞点跟用户相关的信息吧，例如这里就是userId

signature,一个例子是:

signature顾名思义就是签名，签名一般就是用一些算法生成一个能够认证身份的字符串，具体算法就是上面表示的，也比较简单，不赘述，唯一说明的一点是上面hash方法用到了一个secret，这个东西需要application server和authentication server双方都知道，相当于约好了同一把验证的钥匙，最终才好做认证。

至此，三个部分，都解释完了，那么按照header.payload.signature这个格式串起来就行了，串之前注意，header和payload也要做一个base64url encoded的转换。那么最终拼出来的一个例子是：

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1c2VySWQiOiJiMDhmODZhZi0zNWRhLTQ4ZjItOGZhYi1jZWYzOTA0NjYwYmQifQ.-xN_h82PHVTCMA9vdoHrcZxH-x5mb11y1537t3rGzcM

再次强调一点，别看上面做了那么多hash，其实目的不在加密保护数据，而是为了认证来源，认证来源，认证来源。JWT不保证数据不泄露，因为JWT的设计目的就不是数据加密和保护。

最后再解释一下application server如何认证用户发来的JWT是否合法，首先application server 和 authentication server必须要有个约定，例如双方同时知道加密用的secret（这里假设用的就是简单的对称加密算法），那么在applicaition 收到这个JWT是，就可以利用JWT前两段（别忘了JWT是个三段的拼成的字符串哦）数据作为输入，用同一套hash算法和同一个secret自己计算一个签名值，然后把计算出来的签名值和收到的JWT第三段比较，如果相同则认证通过，如果不相同，则认证不通过。就这么简单，当然，上面是假设了这个hash算法是对称加密算法,其实如果用非对称加密算法也是可以的，比方说我就用非对称的算法，那么对应的key就是一对，而非一个，那么一对公钥+私钥可以这样分配：私钥由authentication server保存，公钥由application server保存，application server验证的时候，用公钥解密收到的signature,这样就得到了header和payload的拼接值，用这个拼接值跟前两段比较，相同就验证通过。总之，方法略不同，但大方向完全一样。

提两个best practice:

1. 发送JWT要用https，原因前面说了，JWT本身不保证数据安全

2.JWT的payload中设置expire时间，为什么要这样做其实跟cookie为什么要设置过期时间一样，都是为了安全。