关于node.js:nodejs实现jwt

jwt 是 json web token 的简称，本文介绍它的原理，最初后端用 nodejs 本人实现如何为客户端生成令牌 token 和校验 token

咱们用 nodejs 为前端或者其余服务提供 resful 接口时，http 协定他是一个无状态的协定，有时候咱们须要依据这个申请的高低获取具体的用户是否有权限，针对用户的上下文进行操作。所以呈现了 cookies session 还有 jwt 这几种技术的呈现，都是对 HTTP 协定的一个补充。使得咱们能够用 HTTP 协定 + 状态治理构建一个的面向用户的 WEB 利用。

session 和 cookies 是有分割的，session 就是服务端在客户端 cookies 种下的 session_id, 服务端保留 session_id 所对应的以后用户所有的状态信息。每次客户端申请服务端都带上 cookies 中的 session_id, 服务端判断是否有具体的用户信息，如果没有就去调整登录。

cookies 安全性不好，攻击者能够通过获取本地 cookies 进行坑骗或者利用 cookies 进行 CSRF 攻打。
cookies 在多个域名下，会存在跨域问题
session 的信息是保留在服务端下面的，当咱们 node.js 在 stke 部署多台机器的时候，须要解决共享 session，所以引出来 session 长久化问题，所以 session 不反对分布式架构，无奈反对横向扩大，只能通过数据库来保留会话数据实现共享。如果长久层失败会呈现认证失败。

jwt 是 json web token 的全称，他解决了 session 以上的问题，长处是服务器不保留任何会话数据，即服务器变为无状态，使其更容易扩大，什么状况下应用 jwt 比拟适合，我感觉就是受权这个场景，因为 jwt 应用起来轻便，开销小，后端无状态，所以应用比拟宽泛。

JWT 的原理是，服务器认证当前，生成一个 JSON 对象，发回给用户，就像上面这样。

{
  "姓名": "张三",
  "角色": "管理员",
  "到期工夫": "2018 年 7 月 1 日 0 点 0 分"
}

当前，用户与服务端通信的时候，都要发回这个 JSON 对象。服务器齐全只靠这个对象认定用户身份。为了避免用户篡改数据，服务器在生成这个对象的时候，会加上签名。

浏览器发动申请登陆，携带用户名和明码；
服务端依据用户名和明码到数据库验证身份，依据算法，将用户标识符打包生成 token,
服务器返回 JWT 信息给浏览器，JWT 不应该蕴含敏感信息，这是很重要的一点
浏览器发动申请获取用户材料，把刚刚拿到的 token 一起发送给服务器，个别放在 header 外面，字段为 authorization
服务器发现数据中有 token，decode token 的信息，而后再次签名，验明正身；
服务器返回该用户的用户材料；
服务器能够在 payload 设置过期工夫，如果过期了，能够让客户端从新发动验证。

jwt 蕴含了应用 . 格调的三个局部

{"alg": "HS256", "typ": "JWT"}   
// algorithm => HMAC SHA256
// type => JWT

这是固定的写法，alg 外表要用的是 HS256 算法

iss (issuer)：签发人
exp (expiration time)：过期工夫
sub (subject)：主题
aud (audience)：受众
nbf (Not Before)：失效工夫
iat (Issued At)：签发工夫
jti (JWT ID)：编号

除了这七个，能够自定义，比方过期工夫

对前两局部 header 和 payload 进行签名，避免数据篡改

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

secret 是一段字符串，后端保留，须要留神的是 JWT 作为一个令牌（token），有些场合可能会放到 URL（比方 api.example.com/?token=xxx）。Base64 有三个字符 +、/ 和 =，在 URL 外面有非凡含意，所以要被替换掉：= 被省略、+ 替换成 -，/ 替换成_。这就是 Base64URL 算法。

HTTP 申请的头信息 Authorization 字段外面, Bearer 也是规定好的

Authorization: Bearer <token>

通过 url 传输（不举荐）

http://www.xxx.com/pwa?token=xxxxx

如果是 post 申请也能够放在申请体中

能够应用现成库，jwt-simple 或者 jsonwebtoken

let Koa = require('koa');
let Router = require('koa-router');
let bodyparser = require('koa-bodyparser');
let jwt = require('jwt-simple');
let router = new Router()
let app = new Koa();
app.use(bodyparser());
// 能够本人自定义
let secret;
// 验证是否登陆
router.post('/login',async(ctx)=>{let {username,password} = ctx.request.body;
    if(username === 'admin' && password === 'admin'){
       // 通常会查数据库，这里简略的演示
       let token =  jwt.encode(username, secret);
       ctx.body = {
            code:200,
            username,
            token,
       }
    }
});
// 验证是否有权限
router.get('/validate',async(ctx)=>{let Authorization = ctx.get('authorization')
    let [,token] = Authorization.split(' ');
    if(token){
        try{let r = jwt.decode(token,secret);
            ctx.body = {
                code:200,
                username:r,
                token
            }
        }catch(e){
            ctx.body = {
                code:401,
                data:'没有登陆'
            }
        }
    }else{
        ctx.body = {
            code:401,
            data:'没有登陆'
        }
    }

});
app.use(router.routes());
app.listen(4000);

实现两个接口一个是/login 验证是否登录，一个是 validate, 验证是否有权限
申请 login 接口的时候，客户端带 username 和 password, 后端个别会查数据库，验证是否存在以后用户，如果存在则为 username 进行签名，千万不要给 password 这些敏感信息也带进来签名
客户端接管后端给的 token 令牌，再申请其余接口，比方这个例子的 /validate 的时候，ajax 申请的时候，能够在 header 指定 authorization 字段，后端拿到 token 进行 decode，而后将 header 和 payload 进行再一次的签名，如果前后的签名统一，阐明没有被篡改过，则权限验证通过。因为是同步的过程，所以能够用 try catch 来捕获谬误
参考 nodejs 进阶视频解说：进入学习

sha256 哈希算法，能够用 nodejs 的内置加密模块 crypto, 生成 base64 字符串，要留神的是生成 base64 须要为 + – = 做一下替换，= 被省略、+ 替换成 -，/ 替换成_。这就是 Base64URL 算法。
token 令牌的组成是 header, payload 和 sigin 的通过 . 来组成
base64urlUnescape 的解码是固定写法，decode 出 base64 的内容

let myJwt = {sign(content,secret){let r = crypto.createHmac('sha256',secret).update(content).digest('base64');
        return this.base64urlEscape(r)
    },
    base64urlEscape(str){return str.replace(/\+/g, '-').replace(/\//g, '_').replace(/=/g, '');
    },
    toBase64(content){return this.base64urlEscape(Buffer.from(JSON.stringify(content)).toString('base64'))
    },
    encode(username,secret){let header = this.toBase64({ typ: 'JWT', alg: 'HS256'});
        let content = this.toBase64(username);
        let sign = this.sign([header,content].join('.'),secret);
        return  [header,content,sign].join('.')
    },
    base64urlUnescape(str) {str += new Array(5 - str.length % 4).join('=');
        return str.replace(/\-/g, '+').replace(/_/g, '/');
    },
    decode(token,secret){let [header,content,sign] = token.split('.');
        let newSign = this.sign([header,content].join('.'),secret);
        if(sign === newSign){return Buffer.from(this.base64urlUnescape(content),'base64').toString();}else{throw new Error('被篡改')
        }
    }
}

JWT 默认不加密，但能够加密。生成原始令牌后，能够应用改令牌再次对其进行加密。
当 JWT 未加密办法是，一些私密数据无奈通过 JWT 传输。
JWT 不仅可用于认证，还可用于信息替换。善用 JWT 有助于缩小服务器申请数据库的次数。
JWT 的最大毛病是服务器不保留会话状态，所以在应用期间不可能勾销令牌或更改令牌的权限。也就是说，一旦 JWT 签发，在有效期内将会始终无效。
JWT 自身蕴含认证信息，因而一旦信息泄露，任何人都能够取得令牌的所有权限。为了缩小盗用，JWT 的有效期不宜设置太长。对于某些重要操作，用户在应用时应该每次都进行进行身份验证。
为了缩小盗用和窃取，JWT 不倡议应用 HTTP 协定来传输代码，而是应用加密的 HTTPS 协定进行传输。

关于node.js:nodejs实现jwt

1. 为什么须要会话治理

2.session 和 cookies

3.jwt 的定义

4.jwt 的原理

5.jwt 的认证流程

流程阐明：

6.jwt 的数据结构

Header 头部

Payload 负载、载荷，JWT 规定了 7 个官网字段

Signature 签名

7.jwt 应用形式

8. 在 koa 我的项目中应用

9. 原理的实现

10.jwt 的优缺点