jwt是什么

jwt全称是JSON Web Token，是目前流行的跨域认证解决方案

为什么使用jwt

要知道为什么使用jwt，我们先来看看传统的认证方式
1、用户向服务器发送用户名和密码。
2、服务器验证通过后，在当前对话（session）里面保存相关数据，比如用户角色、登录时间等等。
3、服务器向用户返回一个 session_id，写入用户的 Cookie。
4、用户随后的每一次请求，都会通过 Cookie，将 session_id 传回服务器。
5、服务器收到 session_id，找到前期保存的数据，由此得知用户的身份。
这种方式的扩展性不好，如果是服务器集群，就要求session数据共享，每台服务器都能读取session
一种解决方案是 session 数据持久化，写入数据库或别的持久层。各种服务收到请求后，都向持久层请求数据。这种方案的优点是架构清晰，缺点是工程量比较大。另外，持久层万一挂了，就会单点失败。
另一种方案是服务器索性不保存 session 数据了，所有数据都保存在客户端，每次请求都发回服务器。JWT 就是这种方案的一个代表。

jwt的原理

jwt的原理是服务器认证后，生成一个JSON对象，发回给用户

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

以后，用户与服务端通信的时候，都要发回这个 JSON 对象。服务器完全只靠这个对象认定用户身份。为了防止用户篡改数据，服务器在生成这个对象的时候，会加上签名（详见后文）。
服务器就不保存任何 session 数据了，也就是说，服务器变成无状态了，从而比较容易实现扩展。

jwt的数据结构

它是一个很长的字符串，中间用点（.）分隔成三个部分。例如

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1bmlvbmlkIjoiMDdhMjIwMDE5ODI1YWY5YjYwZDVlYWI1NGI1OTNkYmYiLCJ3eF91bmlvbmlkIjpudWxsLCJwbGF0Zm9ybSI6IkhXTUNfQVBQIiwiZXhwaXJlX2F0IjoxNTY3MjIxMDY5fQ.AsdOrML1WrCBtOiCs4afi5cCPbWK5dLPO_29Vb1w0EE

jwt的三个部分如下
Header(头部)

Payload(负载)
Signature(签名)
写成一行就是Header.Payload.Signature
Header 部分是一个 JSON 对象，描述 JWT 的元数据，通常是下面的样子。
1
2
3
4
{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

上面代码中，alg属性表示签名的算法（algorithm），默认是 HMAC SHA256（写成 HS256）；typ属性表示这个令牌（token）的类型（type），JWT 令牌统一写为JWT。
3.2 Payload
Payload 部分也是一个 JSON 对象，用来存放实际需要传递的数据。JWT 规定了7个官方字段，供选用。

iss (issuer)：签发人
exp (expiration time)：过期时间
sub (subject)：主题
aud (audience)：受众
nbf (Not Before)：生效时间
iat (Issued At)：签发时间
jti (JWT ID)：编号

除了官方字段，你还可以在这个部分定义私有字段，下面就是一个例子。

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

注意，JWT 默认是不加密的，任何人都可以读到，所以不要把秘密信息放在这个部分。
这个json对象使用Base64URL 算法转成字符串
3.3 Signature
Signature 部分是对前两部分的签名，防止数据篡改。
首先，需要指定一个密钥（secret）。这个密钥只有服务器才知道，不能泄露给用户。然后，使用 Header 里面指定的签名算法（默认是 HMAC SHA256），按照下面的公式产生签名。

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

算出签名以后，把 Header、Payload、Signature 三个部分拼成一个字符串，每个部分之间用”点”（.）分隔，就可以返回给用户。

jwt的使用方式

jwt可以存储在cookie里，也可以存储在localStorage
在header里面放 Authorization: Bearer
也可以放在post的请求数据体里
代码实现
参考这个jwt类

public static function encode($payload, $key, $alg = 'HS256', $keyId = null, $head = null)
    {
        $header = array('typ' => 'JWT', 'alg' => $alg);
        if ($keyId !== null) {
            $header['kid'] = $keyId;
        }
        if ( isset($head) && is_array($head) ) {
            $header = array_merge($head, $header);
        }
        $segments = array();
        $segments[] = static::urlsafeB64Encode(static::jsonEncode($header));
        $segments[] = static::urlsafeB64Encode(static::jsonEncode($payload));
        $signing_input = implode('.', $segments);

        $signature = static::sign($signing_input, $key, $alg);
        $segments[] = static::urlsafeB64Encode($signature);

        return implode('.', $segments);
    }

参考资料

JSON Web Token 入门教程

Hexo