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JWT加密解密

news 2024/10/25 2:27:05

JWT (JSON Web Token) 是一种用于在各方之间安全地传输信息的紧凑、自包含的令牌。它由 三个部分 组成：Header、Payload 和 Signature，它们使用 . 分隔，如下所示：

header.payload.signature

1. JWT 的构成

Header（头部）

Header 包含两个主要部分：

类型：typ，即声明这是一个 JWT。
签名算法：alg，例如 HMAC、RSA 等。

示例：

json复制代码{"alg": "HS256","typ": "JWT"
}

编码（Base64Url 编码）后的 Header:

复制代码
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

Payload（负载）

Payload 包含声明（Claims），即要传输的数据信息。声明可以是标准的注册声明，也可以是自定义的声明。

示例：

{"aud": "123",             // 用户ID"info": "example_info",    // 自定义信息"exp": 1728788687          // 过期时间 (UNIX时间戳)
}

编码后的 Payload:

复制代码
eyJhdWQiOiIxMjMiLCJpbmZvIjoiZXhhbXBsZV9pbmZvIiwiZXhwIjoxNzI4Nzg4Njg3fQ

Signature（签名）

Signature 是将 Header 和 Payload 编码后，通过签名算法（如 HMAC SHA256）以及密钥（secret）生成的。

生成签名的过程：

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

假设密钥为 mysecret，生成的 Signature 会是：

复制代码
3zkrxI4OSQztHk9H0O1DsX9hwppCu3lIjGt7E4jA8To

最终的 JWT 是：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJhdWQiOiIxMjMiLCJpbmZvIjoiZXhhbXBsZV9pbmZvIiwiZXhwIjoxNzI4Nzg4Njg3fQ.3zkrxI4OSQztHk9H0O1DsX9hwppCu3lIjGt7E4jA8To

2. JWT 的加密和解密流程

加密（生成 Token）流程：

Header 和 Payload 的编码：将 Header 和 Payload 转换为 JSON 字符串，并使用 Base64Url 编码。
生成签名：使用 base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload)，结合密钥和签名算法，生成签名。
拼接 Token：将 Header、Payload 和 Signature 拼接起来，构成完整的 JWT Token。

解密（验证 Token）流程：

提取 Header 和 Payload：从 JWT 中分离出 Header 和 Payload 并解码。
重新计算签名：使用 JWT 中的 Header 和 Payload，按照与生成签名时相同的方式重新计算签名。
校验签名：将重新计算的签名与 JWT 中的签名部分进行比较。如果相同，表示数据未被篡改；如果不同，表示数据已被篡改。

3. 如何确保 JWT 没有被篡改？

当 JWT 被生成后，其签名是基于 Header、Payload 和密钥共同生成的。
每次验证 JWT 时，服务器会使用与生成时相同的密钥，重新计算签名，并与 Token 中的签名进行比较。如果两者匹配，说明 Token 的数据没有被修改。

例如，如果有人修改了 JWT 的 Payload 部分（如用户 ID），签名的校验就会失败，因为修改后的 Payload 和原始密钥生成的签名不会匹配 JWT 中已有的签名。

举例说明：

假设我们生成了一个 JWT，内容如下：

复制代码
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJhdWQiOiIxMjMiLCJpbmZvIjoiZXhhbXBsZV9pbmZvIiwiZXhwIjoxNzI4Nzg4Njg3fQ.3zkrxI4OSQztHk9H0O1DsX9hwppCu3lIjGt7E4jA8To

现在我们试图篡改 Payload，将 aud 从 123 改为 456。篡改后的 JWT：

复制代码
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJhdWQiOiI0NTYiLCJpbmZvIjoiZXhhbXBsZV9pbmZvIiwiZXhwIjoxNzI4Nzg4Njg3fQ.3zkrxI4OSQztHk9H0O1DsX9hwppCu3lIjGt7E4jA8To