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一文读懂JWT，轻松构建认证体系！
前端
2023-12-23 08:30:33
概述
在现代互联网应用中，用户认证是一个必不可少的功能。为了实现用户认证，我们需要在客户端和服务器端之间传递用户信息。传统的方式是使用cookie或session，但这些方法都存在一些缺陷。
JWT（JSON Web Token）是一种轻量级且安全的传输用户信息的标准格式，它可以解决cookie和session的缺陷，并提供更安全、更灵活的认证方式。JWT的原理很简单，它将用户信息以JSON格式编码，然后使用HMAC算法或RSA算法进行签名，生成一个加密的字符串。这个加密字符串就是JWT。
工作原理
JWT由三个部分组成：
- 头部（Header） ：包含JWT的元数据，如算法类型、令牌类型等。
- 载荷（Payload） ：包含用户信息，如用户ID、用户名、角色等。
- 签名（Signature） ：使用HMAC算法或RSA算法对头部和载荷进行签名，确保JWT的完整性和安全性。
优点
JWT具有以下优点：
- 轻量级 ：JWT是一个紧凑的字符串，不会对网络传输造成太大负担。
- 安全性 ：JWT使用HMAC算法或RSA算法进行签名，确保JWT的完整性和安全性。
- 灵活性 ：JWT可以存储任何类型的数据，如用户ID、用户名、角色等。
- 无状态 ：JWT是无状态的，不需要在服务器端存储用户信息。
使用场景
JWT广泛用于构建认证体系，常见的使用场景包括：
- 用户认证 ：JWT可以用于用户登录认证，当用户成功登录后，服务器端生成一个JWT并返回给客户端。客户端将JWT存储在本地，并在后续请求中携带JWT，服务器端验证JWT的合法性即可。
- 授权 ：JWT可以用于授权，即控制用户对资源的访问权限。服务器端可以根据JWT中的用户信息来决定是否允许用户访问某个资源。
- 单点登录（SSO） ：JWT可以用于构建单点登录系统，即用户只需要登录一次即可访问多个应用。当用户登录成功后，服务器端生成一个JWT并返回给客户端。客户端将JWT存储在本地，并在后续访问其他应用时携带JWT，其他应用验证JWT的合法性即可。
实战案例
下面我们通过一个实战案例来演示如何使用JWT构建认证系统。
步骤1：创建JWT
import jwt
# 创建JWT的头部
header = {"alg": "HS256", "typ": "JWT"}
# 创建JWT的载荷
payload = {"user_id": 1, "username": "admin"}
# 使用HMAC算法生成签名
signature = jwt.encode(payload, "secret", algorithm="HS256")
# 组合头部、载荷和签名生成JWT
jwt_token = ".".join([header, payload, signature])
步骤2：验证JWT
import jwt
# 解析JWT
decoded_jwt = jwt.decode(jwt_token, "secret", algorithms=["HS256"])
# 验证JWT的合法性
if decoded_jwt["user_id"] == 1 and decoded_jwt["username"] == "admin":
# JWT合法
print("JWT合法")
else:
# JWT不合法
print("JWT不合法")
步骤3：使用JWT进行授权
import jwt
# 解析JWT
decoded_jwt = jwt.decode(jwt_token, "secret", algorithms=["HS256"])
# 根据JWT中的用户信息控制用户对资源的访问权限
if decoded_jwt["role"] == "admin":
# 用户具有管理员权限
print("用户具有管理员权限")
else:
# 用户不具有管理员权限
print("用户不具有管理员权限")
总结
JWT是一种轻量级且安全的传输用户信息的标准格式，它可以解决cookie和session的缺陷，并提供更安全、更灵活的认证方式。JWT广泛用于构建认证体系，常见的使用场景包括用户认证、授权和单点登录。
