发布：2022/6/21 11:02:10作者：管理员 来源：本站 浏览次数：871

一、什么JSON Web Tokens？

   JSON Web Tokens是一种开放的行业标准  RFC 7519方法，用于在双方之间安全地表示索赔。

   JWT.IO允许您解码，验证和生成JWT。其中。JWT 支持任何语言的解码。

   官网地址：https://jwt.io/

二、JWT 的结构

   JWT由三部分组成：

       1.Header     ：头信息

           标头通常由两部分组成：令牌的类型，即JWT，以及正在使用的签名算法

           如：

   {  "alg": "HS256",  "typ": "JWT"}

           然后，这个JSON被编码为Base64Url，形成JWT的第一部分。

       2.Payload     ：有效载荷

           令牌的第二部分是有效负载，其中包含声明。声明是关于实体（通常是用户）和其他数据的声明。

           示例有效负载可以是：

       {  "sub": "1234567890",  "name": "John Doe",  "admin": true}

           然后，有效负载经过Base64Url编码，形成JSON Web令牌的第二部分。由于JWT 支持任何语言的解码，所以不要在Payload 中放置重要信息

       3.Signature    ：签名

           如：

   HMACSHA256(        

     base64UrlEncode(header) + "." +

     base64UrlEncode(payload),

     secret)

           签名由三部分组成，base64编码后的表头、base64编码后的有效载荷和秘钥，三者中间由 '.' 字符连接。这里举例的是采用HMACSHA256算法加密的。

           其中secret秘钥是注册后创建app之后生成的（此秘钥非常重要，不要告诉别人哟）。

三、代码实现（以net core 为例）：

   1.首先引用 Microsoft.IdentityModel.Tokens.dll。net core 2.1版本中内置了这个库，其他版本要引用。

   2.为了方便，我把整个jwt结构写了配置，并在项目中引用。

       创建了对应的配置节点实体：

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Threading.Tasks;

namespace fwt.Models

{

   /// <summary>

   /// jwt

   /// </summary>

   public class JWTTokenModel

   {

       public JWTHeader header { get; set; }

       public JWTPayLoad payLoad { get; set; }

       public string secret { get; set; }

   }

   /// <summary>

   /// header

   /// </summary>

   public class JWTHeader

   {

       public string alg { get; set; }

       public string typ { get; set; }

   }

   /// <summary>

   /// payLoad

   /// </summary>

   public class JWTPayLoad

   {

       public string iss { get; set; }

       public string aud { get; set; }

       public string age { get; set; }

       public string sub { get; set; }

       public long nbf { get; set; }

       public long exp { get; set; }

   }

}

通过构造函数依赖注入，在Controller中获取配置信息

Startup 中：

services.Configure<JWTTokenModel>(Configuration.GetSection("JWTSetting"));

然后编写jwt帮助类，分别创建jwttoken和验证jwttoken

using fwt.Models;

using Microsoft.IdentityModel.Tokens;

using Newtonsoft.Json;

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.IdentityModel.Tokens.Jwt;

using System.Linq;

using System.Security.Claims;

using System.Security.Cryptography;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace fwt

{

   /// <summary>

   /// token 帮助类

   /// </summary>

   public static class TokenContext

   {

       /// <summary>

       /// 创建jwttoken,源码自定义

       /// </summary>

       public static string CreateToken(JWTPayLoad payLoad, string secret, JWTHeader header = null)

       {

           if (header == null)

           {

               header = new JWTHeader()

               {

                   alg = "HS256",

                   typ = "JWT"

               };

           }

           //添加jwt可用时间（应该必须要的）

           var now = DateTime.UtcNow;

           payLoad.nbf = ToUnixEpochDate(now);//可用时间起始

           payLoad.exp = ToUnixEpochDate(now.Add(TimeSpan.FromSeconds(3600)));//可用时间结束,其中3600是有效时间，根据实际情况自定义

           var encodedHeader = Base64UrlEncoder.Encode(JsonConvert.SerializeObject(header));

           var encodedPayload = Base64UrlEncoder.Encode(JsonConvert.SerializeObject(payLoad));

           var hs256 = new HMACSHA256(Encoding.ASCII.GetBytes(secret));

           var encodedSignature = Base64UrlEncoder.Encode(hs256.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(string.Concat(encodedHeader, ".", encodedPayload))));

           var encodedJwt = string.Concat(encodedHeader, ".", encodedPayload, ".", encodedSignature);

           return encodedJwt;

       }

       /// <summary>

       /// 创建jwtToken,采用微软内部方法，默认使用HS256加密，如果需要其他加密方式，请更改源码

       /// 返回的结果和CreateToken一样

       /// </summary>

       public static string CreateTokenByHandler(Dictionary<string, object> payLoad, string secret)

       {

           var now = DateTime.UtcNow;

           // Specifically add the jti (random nonce), iat (issued timestamp), and sub (subject/user) claims.

           // You can add other claims here, if you want:

           var claims = new List<Claim>();

           foreach (var key in payLoad.Keys)

           {

               var tempClaim = new Claim(key, payLoad[key]?.ToString());

               claims.Add(tempClaim);

           }

           // Create the JWT and write it to a string

           var jwt = new JwtSecurityToken(

               issuer: null,

               audience: null,

               claims: claims,

               notBefore: now,

               expires: now.Add(TimeSpan.FromSeconds(3600)),

               signingCredentials: new SigningCredentials(new SymmetricSecurityKey(Encoding.ASCII.GetBytes(secret)), SecurityAlgorithms.HmacSha256));

           var encodedJwt = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(jwt);

           return encodedJwt;

       }

       /// <summary>

       /// 验证身份 验证签名的有效性,

       /// </summary>

       /// <param name="encodeJwt"></param>

       /// <param name="validatePayLoad">自定义各类验证； 是否包含那种申明，或者申明的值， </param>

       /// 例如：payLoad["aud"]?.ToString() == "roberAuddience";

       /// 例如：验证是否过期 等

       public static bool Validate(string encodeJwt, Func<Dictionary<string, object>, bool> validatePayLoad,string secret)

       {

           var success = true;

           var jwtArr = encodeJwt.Split('.');

           var header = JsonConvert.DeserializeObject<Dictionary<string, object>>(Base64UrlEncoder.Decode(jwtArr[0]));

           var payLoad = JsonConvert.DeserializeObject<Dictionary<string, object>>(Base64UrlEncoder.Decode(jwtArr[1]));

           var hs256 = new HMACSHA256(Encoding.ASCII.GetBytes(secret));

           //首先验证签名是否正确（必须的）

           success = success && string.Equals(jwtArr[2], Base64UrlEncoder.Encode(hs256.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(string.Concat(jwtArr[0], ".", jwtArr[1])))));

           if (!success)

           {

               return success;//签名不正确直接返回

           }

           //其次验证是否在有效期内（也应该必须）

           var now = ToUnixEpochDate(DateTime.UtcNow);

           success = success && (now >= long.Parse(payLoad["nbf"].ToString()) && now < long.Parse(payLoad["exp"].ToString()));

           //再其次 进行自定义的验证

           success = success && validatePayLoad(payLoad);

           return success;

       }

       /// <summary>

       /// 获取jwt中的payLoad

       /// </summary>

       /// <param name="encodeJwt"></param>

       /// <returns></returns>

       public static Dictionary<string, object> GetPayLoad(string encodeJwt)

       {

           var jwtArr = encodeJwt.Split('.');

           var payLoad = JsonConvert.DeserializeObject<Dictionary<string, object>>(Base64UrlEncoder.Decode(jwtArr[1]));

           return payLoad;

       }

       public static long ToUnixEpochDate(DateTime date) =>

           (long)Math.Round((date.ToUniversalTime() - new DateTimeOffset(1970, 1, 1, 0, 0, 0, TimeSpan.Zero)).TotalSeconds);

   }

}

控制器调用

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Diagnostics;

using System.Linq;

using System.Threading.Tasks;

using Microsoft.AspNetCore.Mvc;

using fwt.Models;

using Microsoft.IdentityModel.Tokens;

using Newtonsoft.Json;

using System.Text;

using System.Security.Cryptography;

using Microsoft.Extensions.Options;

namespace fwt.Controllers

{

   public class HomeController : Controller

   {

       private readonly JWTTokenModel _jWTTokenModel;

       //依赖注入

       public HomeController(IOptions<JWTTokenModel> jWTTokenModel)

       {

           _jWTTokenModel = jWTTokenModel.Value;

       }

       public IActionResult Index()

       {

           //获取token

           string tokenstr = TokenContext.CreateToken(_jWTTokenModel.payLoad, _jWTTokenModel.secret, _jWTTokenModel.header);

           //自定义验证

           Func<Dictionary<string, object>, bool> func = delegate (Dictionary<string, object> s)

           {

               if (s["iss"].ToString() == _jWTTokenModel.payLoad.iss

                   && s["aud"].ToString() == _jWTTokenModel.payLoad.aud

                   && s["sub"].ToString() == _jWTTokenModel.payLoad.sub)

               {

                   return true;

               }

               return false;

           };

           //验证token

           bool success = TokenContext.Validate(tokenstr, func, _jWTTokenModel.secret);

           return View();

       }

       public IActionResult Privacy()

       {

           return View();

       }

       [ResponseCache(Duration = 0, Location = ResponseCacheLocation.None, NoStore = true)]

       public IActionResult Error()

       {

           return View(new ErrorViewModel { RequestId = Activity.Current?.Id ?? HttpContext.TraceIdentifier });

       }

   }

}

ok，原理差不多就是这个样子。官网中也提供了解码的调试器，可以解码生成的token

将生成的token复制到左边即可。

使用场景：比如webapi接口的token验证，就可以用到jwt，先获取登录后的token，把token传入authorization中才能进行下面接口的调用。

总结一哈：由于JSON比XML更简洁，因此在编码时它的大小也更小，使得JWT比SAML更紧凑。这使得JWT成为在HTML和HTTP环境中传递的不错选择。

JSON解析器在大多数编程语言中很常见，因为它们直接映射到对象。相反，XML没有自然的文档到对象映射。这使得使用JWT比使用SAML断言更容易。

个人理解：jwt其实是一种规范，一种加密验证的解决方案，更多的其实是给一个思路，一个标准，不一定要完全按照jwt的格式去加密。一定程度上

可以取代session和cookie进行用户认证，两者各有优缺点。