基于Springboot实现JWT认证的示例代码

目录

• 一、了解JWT
• 概念
• 作用
• 1.1 为什么授权要使用jwt
• 二、JWT结构
• 2.1 header
• 2.2 payload
• 2.3 signature
• 三、使用JWT
• 3.1 上手
• 3.2 封装工具类
• 3.3 整合springboot

最近一直想写一个类似于待办的东西，由于不想用传统的session，就卡住了，后来在各种群里扯皮，发现除了用缓存之外，还可以通过 JWT 来实现。

一、了解JWT

概念

json web token 用于在各方之间以 json 对象安全地传输信息，比如在前端和后端进行传输，或者在A系统与B系统之间进行传输。因为它是用的数字签名，所以此信息能够进行验证的，验证的成功与否决定是否信任。

作用

• 授权：这是jwt应用最广泛的。一旦用户登录，每个后续请求都要包含jwt，从而验证用户是否有权限访问资源。单点登录是jwt应用最广泛的一个代表功能。
• 信息交换：在前后端之间、系统之间，对jwt进行签名，比如使用非对称加密算法（含有公钥和私钥的方式），可以保证信息被指定的人给获取到。

1.1 为什么授权要使用jwt

比较传统session认证与jwt认证的区别

基于传统的session认证

认证方式：http本身是一种是一种无状态的协议。这就意味着，每次进行请求，都要带着用户名和密码来进行用户认证。为了解决这个问题，我们需要在服务端存储一份用户登录的信息，这个登录信息会在响应时传递给客户端，保存成cookie，以便下次携带发送给服务端。这份服务端存储的登录信息就是session。

缺点

• 每个用户进行认证之后，服务器都要在服务端做一次记录，以便鉴别下次用户请求时的身份。通常而言，session都是保存在内存中，而随着认证用户的增多，服务端的开销会增大。
• 用户认证之后，服务端在内存中做认证记录，如果下次请求，还需要去访问有记录的服务器才行，这对于分布式的应用来说，体验不好。
• 基于Cookie识别用户，如果Cookie被抓包到，容易造成跨站请求伪造的攻击。

基于jwt的认证

认证方式：前端携带用户名密码发送到后端接口，后端核对用户名和密码成功后，会将用户的id等信息，作为payload，将其与header分别进行base64加密之后，拼接起来，进行加密，形成一种格式xxx.xxx.xxx的jwt字符串（三部分组成，header、payload、signature，中间用点隔开），返回给前端。前端可以将该信息存储在localStorage或者sessionStorage中，请求时，一般将jwt放入请求头里authorization中。后端会校验jwt是否正确、是否过期，然后拿jwt内部包含的用户信息去进行其他认证通过后的操作。

优点

• 简洁：jwt可以放在url、请求体、请求头中发送
• 自包含：payload中包含了用户所需要的所有信息，避免了多次查询数据库
• 跨语言：jwt是以json的格式保存在客户端的，原则上支持所有形式
• 分布式：不需要在服务端保存会话信息，特别适合分布式微服务

二、JWT结构

jwt的组成

• header：标头
• payload：负载
• signature：签名

jwt通常如下所示，xxxx.xxxx.xxxx，也就是header.payload.signature

2.1 header

header通常是由两部分组成json。然后进行Base64编码，组成jwt的第一部分

• 令牌的类型
• 使用的签名算法，例如HmacSha256、Rsa。jwt推荐使用HmacSha256算法

header中也可以加入一些自定义的内容

例如下面的这种格式

{
    "alg": "HS256",
    "typ": "JWT"
}

jwt为了保证编码的简短，一般会简写过长的单词，如：

• alg：algorithm，算法
• typ：type，类型

2.2 payload

payload主要存储用户和其他的一些数据，但是不能存放敏感信息，如密码。然后进行Base64编码，组成jwt的第二部分

payload在java代码里面也叫做claim，即声明。

{
    "userId": "000001",
    "userName": "CCC",
    "admin": 1
}

2.3 signature

header与payload是通过Base64进行编码的，前端是可以解开知道里面的内容的。

signature就是使用header中提供的算法，对经过Base64进行编码过的header和payload，使用我们提供的密钥来进行签名。签名的作用是保证jwt没有被篡改过，如果将signature解密后，与headerBase64.payloadBase64不一致，就是被篡改过的。signature是jwt的第三部分。

如：

String headerPayload=base64UrlEncodeHeader+"."+base64UrlEncodePayload;
String signature=HMACSHA256(headerPayload,secret)

jwt最终的结构，就是将header的base64，payload的base64，signature加密后的值，用.来分割，拼成一串字符串。

三、使用JWT

3.1 上手

引入依赖

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.auth0/java-jwt -->
<dependency>
    <groupId>com.auth0</groupId>
    <artifactId>java-jwt</artifactId>
    <version>3.18.2</version>
</dependency>

生成jwt

public class GenerateJWT {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,Object> map=new HashMap<>();
        //获取过去时间
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        calendar.add(Calendar.SECOND,10);
        String jwtToken = JWT.create()
                //header，map里面传值，表示在除type、algorithm之外，添加自定义的内容
                .withHeader(map)
                //payload
                .withClaim("userId", "000001")
                .withClaim("userName", "CCC")
                .withClaim("admin", 1)
                //指定过期时间
                .withExpiresAt(calendar.getTime())
                //signature
                .sign(Algorithm.HMAC384("meethigher"));
        System.out.println(jwtToken);
    }
}

校验jwt

public class VerifyJWT {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,Object> map=new HashMap<>();
        //获取过去时间
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        calendar.add(Calendar.SECOND,60);
        String jwtToken = JWT.create()
                //header，map里面传值，表示在除type、algorithm之外，添加自定义的内容
                .withHeader(map)
                //payload
                .withClaim("userId", "000001")
                .withClaim("userName", "CCC")
                .withClaim("admin", 1)
                //指定过期时间
                .withExpiresAt(calendar.getTime())
                //signature
                .sign(Algorithm.HMAC384("meethigher"));
        System.out.println(jwtToken);
        //创建验证对象
        JWTVerifier verifier = JWT.require(Algorithm.HMAC384("meethigher")).build();
        DecodedJWT decodedJWT = verifier.verify(jwtToken);
        System.out.println(decodedJWT.getClaim("userId").asString());
        System.out.println(decodedJWT.getClaim("userName").asString());
        //注意，如果是个整型，用asString会返回一个null。可以点进去查看源码注释
        System.out.println(decodedJWT.getClaim("admin").asInt());
        System.out.println(decodedJWT.getExpiresAt());
    }
}

3.2 封装工具类

JWTUtils.java

public class JWTUtils {
    private static String SECRET = "meethigher";

    /**
     * 传入Payload生成jwt
     *
     * @param map
     * @return
     */
    public static String getToken(Map<String, String> map) {
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        //7天过期
        calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 7);

        //第一种存payload方式：遍历map存入
//        JWTCreator.Builder builder = JWT.create();
//        map.forEach(builder::withClaim);
        //第二种存payload方式：直接放map,底层采用的也是第一种方式
        return JWT.create()
                .withPayload(map)
                .withExpiresAt(calendar.getTime())
                .sign(Algorithm.HMAC256(SECRET));

    }

    /**
     * 校验签名是否正确，并返回token信息
     *
     * @param token
     * @return
     */
    public static DecodedJWT getTokenInfo(String token) {
        return JWT.require(Algorithm.HMAC256(SECRET))
                .build()
                .verify(token);
    }
}

3.3 整合springboot

关键代码

pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.3.1.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>top.meethigher</groupId>
    <artifactId>springboot-jwt</artifactId>
    <version>1.0.0</version>
    <name>springboot-jwt</name>
    <description>chenchuancheng&apos;s demo</description>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.xerial/sqlite-jdbc -->
        <dependency>
            <groupId>org.xerial</groupId>
            <artifactId>sqlite-jdbc</artifactId>
            <version>3.34.0</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.github.gwenn/sqlite-dialect -->
        <dependency>
            <groupId>com.github.gwenn</groupId>
            <artifactId>sqlite-dialect</artifactId>
            <version>0.1.2</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.springfox</groupId>
            <artifactId>springfox-boot-starter</artifactId>
            <version>3.0.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.springfox</groupId>
            <artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId>
            <version>3.0.0</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.auth0/java-jwt -->
        <dependency>
            <groupId>com.auth0</groupId>
            <artifactId>java-jwt</artifactId>
            <version>3.18.2</version>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

application.yml

#logging:
#  config: classpath:logback.xml
server:
  port: 9090
  ssl:
    enabled: false
spring:
  datasource:
    driver-class-name: org.sqlite.JDBC
    url: jdbc:sqlite:D:/sqliteData/jwt.db
  jpa:
    database-platform: org.sqlite.hibernate.dialect.SQLiteDialect
    hibernate:
      ddl-auto: update
      naming:
        physical-strategy: org.hibernate.boot.model.naming.PhysicalNamingStrategyStandardImpl
    show-sql: true
  mvc:
    async:
      request-timeout: 30000

SwaggerConfig

@Configuration
public class SwaggerConfig {
    //配置swagger的实例
    @Bean
    public Docket api() {
        return new Docket(DocumentationType.SWAGGER_2)
                .apiInfo(apiInfo())
                .select()
                //只显示包含Api注解的，如果不加这个，会有basic-error-controller显示
                .apis(RequestHandlerSelectors.withClassAnnotation(Api.class))
                .paths(PathSelectors.any())
                .build();
    }
    private ApiInfo apiInfo() {
        return new ApiInfoBuilder()
                .title("API接口文档")
                .description("API接口文档")
                .version("1.0")
                .build();
    }
}

InterceptorConfig

@Configuration
public class InterceptorConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
                .addPathPatterns("/user/*")
                .excludePathPatterns("/user/login");
    }
}

LoginInterceptor

public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        String token = request.getHeader("token");
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        try {
            DecodedJWT tokenInfo = JWTUtils.getTokenInfo(token);
        }catch (SignatureVerificationException e) {
            e.printStackTrace();
            map.put("desc","无效签名");
        }catch (TokenExpiredException e) {
            e.printStackTrace();
            map.put("desc","token过期");
        }catch (AlgorithmMismatchException e) {
            e.printStackTrace();
            map.put("desc","token算法不一致");
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            map.put("desc","无效token");
        }
        //如果没有异常，就放行
        if(!ObjectUtils.isEmpty(map)) {
            //转为json，发回给前端
            String json = new ObjectMapper().writeValueAsString(map);
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            response.getWriter().println(json);
            return false;
        }
        return true;
    }
}

参考

JSON Web Token Introduction - jwt.io

Spring Data JPA(二)：SpringBoot集成H2_郑龙飞-CSDN博客

到此这篇关于基于Springboot实现JWT认证的文章就介绍到这了,更多相关基于Springboot实现JWT认证内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！