1. JWT 介绍
JSON Web Token（JWT）是一个开放式标准（RFC 7519），它定义了一种紧凑（Compact）且自包含（Self-contained）的方式，用于在各方之间以JSON对象安全传输信息。 这些信息可以通过数字签名进行验证和信任。 可以使用秘密（使用HMAC算法）或使用RSA的公钥/私钥对对JWT进行签名。
虽然JWT可以加密以提供各方之间的保密性，但我们将重点关注已签名的令牌。 签名的令牌可以验证其中包含的索赔的完整性，而加密令牌隐藏来自其他方的索赔。 当令牌使用公钥/私钥对进行签名时，签名还证明只有持有私钥的方是签名方。
我们来进一步解释一些概念：
- Compact（紧凑）：
由于它们尺寸较小，JWT可以通过URL，POST参数或HTTP标头内发送。 另外，尺寸越小意味着传输速度越快。
- Self-contained（自包含）:
有效载荷（Playload）包含有关用户的所有必需信息，避免了多次查询数据库。
2. JWT适用场景
- Authentication（鉴权）：
这是使用JWT最常见的情况。 一旦用户登录，每个后续请求都将包含JWT，允许用户访问该令牌允许的路由，服务和资源。 单点登录是当今广泛使用JWT的一项功能，因为它的开销很小，并且能够轻松地跨不同域使用。
- Information Exchange（信息交换）：
JSON Web Tokens是在各方之间安全传输信息的好方式。 因为JWT可以签名：例如使用公钥/私钥对，所以可以确定发件人是他们自称的人。 此外，由于使用标头和有效载荷计算签名，因此您还可以验证内容是否未被篡改。
3. JWT结构
在紧凑的形式中，JWT包含三个由点（.）分隔的部分，它们分别是：
- Header
- Payload
- Signature
JWT结构通常如下所示：
xxxxx.yyyyy.zzzzz
下面我们分别来介绍这三个部分：
Header
Header通常由两部分组成：令牌的类型，即JWT。和常用的散列算法，如HMAC SHA256或RSA。
例如：
{
"alg": "HS256",
"typ": "JWT"
}Header部分的JSON被Base64Url编码，形成JWT的第一部分。
Payload
这里放声明内容，可以说就是存放沟通讯息的地方，在定义上有3种声明（Claims）：
- Registered claims（注册声明）:
这些是一组预先定义的声明，它们不是强制性的，但推荐使用，以提供一组有用的，可互操作的声明。 其中一些是：
iss（发行者），exp（到期时间），sub（主题），aud（受众）等。#Registered Claim Names# - Public claims（公开声明）:
这些可以由使用JWT的人员随意定义。 但为避免冲突，应在IANA JSON Web令牌注册表中定义它们，或将其定义为包含防冲突命名空间的URI。
- Private claims（私有声明）:
这些是为了同意使用它们但是既没有登记，也没有公开声明的各方之间共享信息，而创建的定制声明。
Playload示例如下：
{
"sub": "1234567890",
"name": "John Doe",
"admin": true
}Playload部分的JSON被Base64Url编码，形成JWT的第二部分。
Notice:
请注意，对于已签名的令牌，此信息尽管受到篡改保护，但任何人都可以阅读。 除非加密，否则不要将秘密信息放在JWT的有效内容或标题元素中。这也是很多文章争论jwt安全性原因，不要用 JWT 取代 Server-side 的 Session状态机制。详情请阅读这篇文章：Stop Using Jwt For Sessions.
Signature
第三部分signature用来验证发送请求者身份，由前两部分加密形成。
要创建签名部分，您必须采用编码标头，编码有效载荷，秘钥，标头中指定的算法并签名。
例如，如果你想使用HMAC SHA256算法，签名将按照以下方式创建：
HMACSHA256(
base64UrlEncode(header) + "." +
base64UrlEncode(payload),
secret)3. JWT实践
JWT输出的是三个由点分隔的Base64-URL字符串，可以在HTML和HTTP环境中轻松传递，而与基于XML的标准（如SAML）相比，它更加紧凑。
以下JWT示例，它具有先前的标头和有效负载编码，并且使用秘钥进行签名。
我们可以使用jwt.io调试器来解码，验证和生成JWT：
4.JWT工作原理
在身份验证中，当用户使用他们的凭证成功登录时，JSON Web Token将被返回并且必须保存在本地（通常在本地存储中，但也可以使用Cookie），而不是在传统方法中创建会话 服务器并返回一个cookie。
关于存储令牌（Token）的方式，必须考虑安全因素。
无论何时用户想要访问受保护的路由或资源，用户代理都应使用承载方案发送JWT，通常在请求头中的Authorization字段，使用Bearer schema：
Authorization: Bearer <token>这是一种无状态身份验证机制，因为用户状态永远不会保存在服务器内存中。 服务器受保护的路由将在授权头中检查有效的JWT，如果存在，则允许用户访问受保护的资源。 由于JWT是独立的，所有必要的信息都在那里，减少了多次查询数据库的需求。
这使得我们可以完全依赖无状态的数据API，甚至向下游服务提出请求。 无论哪些域正在为API提供服务并不重要，因此不会出现跨域资源共享（CORS）的问题，因为它不使用Cookie。
Notice:
请注意，使用已签名的令牌，令牌中包含的所有信息都会暴露给用户或其他方，即使他们无法更改它。 在JWT中，不应该在Playload里面加入任何敏感的数据,比如像密码这样的内容。如果将用户的密码放在了JWT中，那么怀有恶意的第三方通过Base64解码就能很快地知道你的密码了。
5. 常见问题
① JWT 安全嗎?
Base64编码方式是可逆的，也就是透过编码后发放的Token内容是可以被解析的。一般而言，我们都不建议在有效载荷内放敏感讯息，比如使用者的密码。
② JWT Payload 內容可以被伪造嗎？
JWT其中的一个组成内容为Signature，可以防止通过Base64可逆方法回推有效载荷内容并将其修改。因为Signature是经由Header跟Payload一起Base64组成的。
③ 如果我的 Cookie 被窃取了，那不就表示第三方可以做 CSRF 攻击?
是的，Cookie丢失，就表示身份就可以被伪造。故官方建议的使用方式是存放在LocalStorage中，并放在请求头中发送。
④ 空间及长度问题？
JWT Token通常长度不会太小，特别是Stateless JWT Token，把所有的数据都编在Token里，很快的就会超过Cookie的大小（4K）或者是URL长度限制。
⑤ Token失效问题？
- 无状态JWT令牌（Stateless JWT Token）发放出去之后，不能通过服务器端让令牌失效，必须等到过期时间过才会失去效用。
- 假设在这之间Token被拦截，或者有权限管理身份的差异造成授权Scope修改，都不能阻止发出去的Token失效并要求使用者重新请求新的Token。
6. JWT使用建议
- 不要存放敏感信息在Token里。
- Payload中的
exp时效不要设定太长。 - 开启
Only Http预防XSS攻击。 - 如果担心重播攻击（replay attacks ）可以增加
jti（JWT ID），exp（有效时间） Claim。 - 在你的应用程序应用层中增加黑名单机制，必要的时候可以进行Block做阻挡（这是针对掉令牌被第三方使用窃取的手动防御）。
[1] Stop using JWT for sessions：
http://cryto.net/~joepie91/blog/2016/06/13/stop-using-jwt-for-sessions/
[3] Use JWT The Right Way!:
https://stormpath.com/blog/jwt-the-right-way
[2] JSON Web Token 维基百科：
https://en.wikipedia.org/wiki/JSON_Web_Token
原文地址：https://www.cnblogs.com/lonelyxmas/p/8994437.html