全球速看:JWT是什么?Node中怎么实现JWT鉴权机制(浅析)

时间:2022-10-28 20:03:02       来源:转载
本篇文章带大家聊聊关于后端JWT鉴权的相关原理和如何在Node中去使用,希望对大家有所帮助,谢谢。

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(资料图)

一、为什么使用JWT

一种技术的出现,就是弥补另一种技术的的缺陷。在JWT出现之前,Session 认证机制需要配合 Cookie 才能实现。由于 Cookie 默认不支持跨域访问,所以,当涉及到前端跨域请求后端接口的时候,需要做很多额外的配置,才能实现跨域 Session 认证。

注意:

当前端请求后端接口不存在跨域问题的时候,推荐使用 Session 身份认证机制。当前端需要跨域请求后端接口的时候,不推荐使用 Session 身份认证机制,推荐使用 JWT 认证机制

二、JWT是什么

JWT(英文全称:JSON Web Token)是目前最流行的跨域认证解决方案。本质就是一个字符串书写规范,如下图,作用是用来在用户和服务器之间传递安全可靠的信息

在目前前后端分离的开发过程中,使用token鉴权机制用于身份验证是最常见的方案,流程如下:

服务器当验证用户账号和密码正确的时候,给用户颁发一个令牌,这个令牌作为后续用户访问一些接口的凭证后续访问会根据这个令牌判断用户是否有权限进行访问

三、JWT工作原理

总结:用户的信息通过 Token 字符串的形式,保存在客户端浏览器中。服务器通过还原Token 字符串的形式来认证用户的身份。

四、token的组成部分

Token,分成了三部分,头部(Header)、载荷(Payload)、签名(Signature),并以.进行拼接。其中头部和载荷都是以JSON格式存放数据,只是进行了编码。格式如下:

Header.Payload.Signature
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下面是 JWT 字符串的示例:

Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJ1c2VybmFtZSI6ImFkbWluIiwiaWF0IjoxNjQ0ODI3NzI2LCJleHAiOjE2NDQ4Mjc3NTZ9.gdZKg9LkPiQZIgNAZ1Mn14GQd9kZZua-_unwHQoRsKE
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注意:Bearer 是手动添加的头部信息,必须携带此信息才能解析token !

五、token的三个部分的含义

1. header

每个JWT都会带有头部信息,这里主要声明使用的算法。声明算法的字段名为alg,同时还有一个typ的字段,默认JWT即可。以下示例中算法为HS256:

{ "alg": "HS256", "typ": "JWT" }
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因为JWT是字符串,所以我们还需要对以上内容进行Base64编码,编码后字符串如下:

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9
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2. payload

载荷即消息体,这里会存放实际的内容,也就是Token的数据声明,例如用户的idname,默认情况下也会携带令牌的签发时间iat,通过还可以设置过期时间,如下:

{    "sub": "1234567890",    "name": "CoderBin",    "iat": 1516239022}
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同样进行Base64编码后,字符串如下:

eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ
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3. Signature

签名是对头部和载荷内容进行签名,一般情况,设置一个secretKey,对前两个的结果进行HMACSHA25算法,公式如下:

Signature = HMACSHA256(base64Url(header)+.+base64Url(payload),secretKey)
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一旦前面两部分数据被篡改,只要服务器加密用的密钥没有泄露,得到的签名肯定和之前的签名不一致

六、JWT使用方式

客户端收到服务器返回的 JWT 之后,通常会将它储存在 localStoragesessionStorage中。

此后,客户端每次与服务器通信,都要带上这个 JWT 的字符串,从而进行身份认证。推荐的做法是把 JWT 放在 HTTP 请求头的 Authorization 字段中,格式如下:

Authorization: Bearer 
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七、JWT实现

Token的使用分成了两部分:

生成token:登录成功的时候,颁发token验证token:访问某些资源或者接口时,验证token

接下来就在 node+express环境下带大家实现jwt鉴权,最后有完整代码加注释,可以直接看最后的代码

1. 安装 JWT 相关的包

运行如下命令,安装如下两个 JWT 相关的包:

npm i jsonwebtoken express-jwt
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其中:

jsonwebtoken用于生成 JWT 字符串express-jwt用于验证token,将 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象

2. 导入 JWT 相关的包

app.js

// 导入用于生成 JWT 字符串的包const jwt = require("jsonwebtoken")// 导入用户将客户端发送过来的 JWT 字符串,解析还原成 JSON 对象的包const expressJWT = require("express-jwt")
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3. 定义 secret 密钥 *

为了保证 JWT 字符串的安全性,防止 JWT 字符串在网络传输过程中被别人破解,我们需要专门定义一个用于加密解密的 secret 密钥:

当生成 JWT 字符串的时候,需要使用 secret 密钥对用户的信息进行加密,最终得到加密好的 JWT 字符串

当把 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象的时候,需要使用 secret 密钥进行解密

// 这个 secretKey 的是可以是任意的字符串const secretKey = "CoderBin ^_^"
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4. 在登录成功后生成 JWT 字符串 *

调用 jsonwebtoken包提供的 sign()方法,将用户的信息加密成 JWT 字符串,响应给客户端:

参数 1:用户的信息对象参数 2:解密的秘钥参数 3:配置对象,可以配置 token 的有效期

注意:千万不要把密码加密到 token 字符串中!

// 登录接口app.post("/api/login", function (req, res) {  // 将 req.body 请求体中的数据,转存为 userinfo 常量  const userinfo = req.body  // 省略登录失败情况下的代码...   // 登录成功  // 在登录成功之后,调用 jwt.sign() 方法生成 JWT 字符串。并通过 token 属性发送给客户端  const tokenStr = jwt.sign(    { username: userinfo.username },     secretKey,     { expiresIn: "30s" }  )    // 向客户端响应成功的消息  res.send({    status: 200,    message: "登录成功!",    token: tokenStr // 要发送给客户端的 token 字符串  })})
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5. 将 JWT 字符串还原为 JSON 对象 *

客户端每次在访问那些有权限接口的时候,都需要主动通过请求头中的 Authorization 字段,将 Token 字符串发送到服务器进行身份认证。

此时,服务器可以通过 express-jwt这个中间件,自动将客户端发送过来的 Token 解析还原成 JSON 对象:

express.JWT({ secret: secretKey, algorithms: ["HS256"] })就是用来解析 Token 的中间件express-jwt 模块,现在默认为 6版本以上,必须加上: algorithms: ["HS256"]

注意:只要配置成功了 express-jwt 这个中间件,就会自动把解析出来的用户信息,挂载到 req.user 属性上

// 1. 使用 app.use() 来注册中间件app.use(expressJWT({   secret: secretKey,   algorithms: ["HS256"] }).unless({ path: [/^\/api\//] }))
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注意

secret 必须和 sign 时候保持一致可以通过 unless 配置接口白名单,也就是哪些 URL 可以不用经过校验,像登陆/注册都可以不用校验校验的中间件需要放在需要校验的路由前面,无法对前面的 URL 进行校验

6. 使用 req.user 获取用户信息

当 express-jwt 这个中间件配置成功之后,即可在那些有权限的接口中,使用 req.user对象,来访问从 JWT 字符串中解析出来的用户信息了,示例代码如下:

// 这是一个有权限的 API 接口,必须在 Header 中携带 Authorization 字段,值为 token,才允许访问app.get("/admin/getinfo", function (req, res) {  // TODO_05:使用 req.user 获取用户信息,并使用 data 属性将用户信息发送给客户端  console.log(req.user);  res.send({    status: 200,    message: "获取用户信息成功!",    data: req.user // 要发送给客户端的用户信息  })})
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7. 捕获解析 JWT 失败后产生的错误

当使用 express-jwt 解析 Token 字符串时,如果客户端发送过来的 Token 字符串过期或不合法,会产生一个解析失败的错误,影响项目的正常运行。我们可以通过 Express 的错误中间件,捕获这个错误并进行相关的处理,示例代码如下:

app.use((err, req, res, next) => {  // 这次错误是由 token 解析失败导致的  if (err.name === "UnauthorizedError") {    return res.send({      status: 401,      message: "无效的token"    })  }  res.send({    status: 500,    message: "未知的错误"  })})
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8. 完整代码

app.js

// 导入 express 模块const express = require("express")// 创建 express 的服务器实例const app = express()// TODO_01:安装并导入 JWT 相关的两个包,分别是 jsonwebtoken 和 express-jwtconst jwt = require("jsonwebtoken")const expressJWT = require("express-jwt")// 允许跨域资源共享const cors = require("cors")app.use(cors())// 解析 post 表单数据的中间件const bodyParser = require("body-parser")// 这里用内置的中间件也行: app.use(express.urlencoded({ extended: false }))app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }))// TODO_02:定义 secret 密钥,建议将密钥命名为 secretKey// 这个 secretKey 的是可以是任意的字符串const secretKey = "smiling ^_^"// TODO_04:注册将 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象的中间件// 1. 使用 app.use() 来注册中间件// 2. express.JWT({ secret: secretKey, algorithms: ["HS256"] }) 就是用来解析 Token 的中间件// 2.1 express-jwt 模块,现在默认为 6版本以上,必须加上: algorithms: ["HS256"]// 3. .unless({ path: [/^\/api\//] }) 用来指定哪些接口不需要访问权限// 4. 注意:只要配置成功了 express-jwt 这个中间件,就会自动把解析出来的用户信息,挂载到 req.user 属性上app.use(expressJWT({ secret: secretKey, algorithms: ["HS256"] }).unless({ path: [/^\/api\//] }))// 登录接口app.post("/api/login", function (req, res) {  // 将 req.body 请求体中的数据,转存为 userinfo 常量  const userinfo = req.body  // 登录失败  if (userinfo.username !== "admin" || userinfo.password !== "000000") {    return res.send({      status: 400,      message: "登录失败!"    })  }  // 登录成功  // TODO_03:在登录成功之后,调用 jwt.sign() 方法生成 JWT 字符串。并通过 token 属性发送给客户端  // 参数 1:用户的信息对象  // 参数 2:解密的秘钥  // 参数 3:配置对象,可以配置 token 的有效期  // 记住:千万不要把密码加密到 token 字符串中!  const tokenStr = jwt.sign({ username: userinfo.username }, secretKey, { expiresIn: "30s" })  res.send({    status: 200,    message: "登录成功!",    token: tokenStr // 要发送给客户端的 token 字符串  })})// 这是一个有权限的 API 接口,必须在 Header 中携带 Authorization 字段,值为 token,才允许访问app.get("/admin/getinfo", function (req, res) {  // TODO_05:使用 req.user 获取用户信息,并使用 data 属性将用户信息发送给客户端  console.log(req.user);  res.send({    status: 200,    message: "获取用户信息成功!",    data: req.user // 要发送给客户端的用户信息  })})// TODO_06:使用全局错误处理中间件,捕获解析 JWT 失败后产生的错误app.use((err, req, res, next) => {  // 这次错误是由 token 解析失败导致的  if (err.name === "UnauthorizedError") {    return res.send({      status: 401,      message: "无效的token"    })  }  res.send({    status: 500,    message: "未知的错误"  })})// 调用 app.listen 方法,指定端口号并启动web服务器app.listen(8888, function () {  console.log("Express server running at http://127.0.0.1:8888")})
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八. 测试结果

1 测试登录接口

借助 postman 工具测试接口

2. 测试登录需要权限的接口-失败

3. 测试登录需要权限的接口-成功

九、最后总结

JWT鉴权机制有许多优点:

json具有通用性,所以可以跨语言组成简单,字节占用小,便于传输服务端无需保存会话信息,很容易进行水平扩展一处生成,多处使用,可以在分布式系统中,解决单点登录问题可防护CSRF攻击

当然,不可避免的也有一些缺点:

payload部分仅仅是进行简单编码,所以只能用于存储逻辑必需的非敏感信息需要保护好加密密钥,一旦泄露后果不堪设想为避免token被劫持,最好使用https协议

本次的浅析JWT鉴权机制就讲到这里,希望对大家有所帮助,谢谢!

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以上就是JWT是什么?Node中怎么实现JWT鉴权机制(浅析)的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

关键词: 登录成功 后端接口