JSON Web令牌(JWT)是一种开放的标准(RFC 7519)，它定义了一种紧凑而独立的方式在各方之间安全地传输信息为JSON对象。该信息可以被验证和信任，因为它是数字签名的。JWT可以使用秘密(使用HMAC算法)或使用RSA或ECDSA的公开/私有密钥类型签名。虽然JWT可以被加密以提供各方之间的保密，但我们将重点关注签名的令牌。被签名的令牌可以验证包含在其中的声明的完整性，而加密的令牌对其他各方隐藏这些声明。当使用公钥/私钥对签名时，签名还证明只有持有私钥的一方才是签名方。

1.2 JWT主要使用场景

授权（Authorization）：这是使用JWT最常见的场景。一旦用户登录，每个后续请求都将包括JWT，允许用户访问该令牌允许的路由、服务和资源。
单点登录（Single Sign On ）：单点登录是当今广泛使用的JWT特性，因为它的小规模和易于跨不同领域使用的能力。
信息交换（lnformation Exchange）：信息交换在通信的双方之间使用JWT对数据进行编码是一种非常安全的方式，由于它的信息是经过签名的，可以确保发送者发送的信息是没有经过伪造的。
传输信息（transmitting information）：在各方之间传输信息。由于JWT可以签名--例如，使用公共/私钥对--您可以确保发件人是他们所说的发送者。此外，由于签名是使用头和有效载荷计算的，您还可以验证内容没有被篡改。

1.3 JWT请求流程

用户使用账号和密码发出post请求；
服务器使用私钥创建一个jwt；
服务器返回这个jwt给浏览器；
浏览器将该jwt串在请求头中像服务器发送请求；
服务器验证该jwt；
返回响应的资源给浏览器。

1.4 JWT结构

JWT是由三段信息构成的，将这三段信息文本用.连接一起就构成了JWT字符串。

就像这样:

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

JWT包含了三部分：

Header 头部(标题包含了令牌的元数据，并且包含签名和/或加密算法的类型)
Payload 负载 (类似于飞机上承载的物品)
Signature 签名/签证

Header

JWT的头部承载两部分信息：token类型和采用的加密算法。


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

声明类型:这里是jwt

声明加密的算法:通常直接使用 HMAC SHA256

加密算法是单向函数散列算法，常见的有MD5、SHA、HAMC。

MD5(message-digest algorithm 5) （信息-摘要算法）缩写，广泛用于加密和解密技术，常用于文件校验。校验？不管文件多大，经过MD5后都能生成唯一的MD5值

SHA (Secure Hash Algorithm，安全散列算法），数字签名等密码学应用中重要的工具，安全性高于MD5

HMAC (Hash Message Authentication Code)，散列消息鉴别码，基于密钥的Hash算法的认证协议。用公开函数和密钥产生一个固定长度的值作为认证标识，用这个标识鉴别消息的完整性。常用于接口签名验证

Payload

载荷就是存放有效信息的地方。

有效信息包含三个部分:

标准中注册的声明
公共的声明
私有的声明

标准中注册的声明 (建议但不强制使用) ：

iss: jwt签发者
sub: 面向的用户(jwt所面向的用户)
aud: 接收jwt的一方
exp: 过期时间戳(jwt的过期时间，这个过期时间必须要大于签发时间)
nbf: 定义在什么时间之前，该jwt都是不可用的.
iat: jwt的签发时间
jti: jwt的唯一身份标识，主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。

公共的声明：

公共的声明可以添加任何的信息，一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息.但不建议添加敏感信息，因为该部分在客户端可解密.

私有的声明：

私有声明是提供者和消费者所共同定义的声明，一般不建议存放敏感信息，因为base64是对称解密的，意味着该部分信息可以归类为明文信息。

Signature

jwt的第三部分是一个签证信息

这个部分需要base64加密后的header和base64加密后的payload使用.连接组成的字符串，然后通过header中声明的加密方式进行加盐secret组合加密，然后就构成了jwt的第三部分。最主要的目的：服务器应用在接受到JWT后，会首先对头部和载荷的内容用同一算法再次签名，如果服务器应用对头部和载荷再次以同样方法签名之后发现，自己计算出来的签名和接受到的签名不一样，那么就说明这个Token的内容被别人动过的，我们应该拒绝这个Token，返回一个HTTP 401 Unauthorized响应。

密钥secret是保存在服务端的，服务端会根据这个密钥进行生成token和进行验证，所以需要保护好。

这些信息在官网上也有相关信息的说明：

二，SpringBoot集成JWT具体实现过程

这里由于只涉及对验证功能的实现，因此其他数据库，业务类编写一概省略，只对相关步骤做说明。

2.1添加相关依赖

既然要使用JWT我们肯定需要引入其依赖


 <dependency>
            <groupId>com.auth0</groupId>
            <artifactId>java-jwt</artifactId>
            <version>3.10.3</version>
        </dependency>

2.2自定义跳出拦截器的注解

方便我们后续不用对在配置拦截器时排除每一个接口，只用自定义注解去标记即可。


import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 
/**
 * @author young
 * @date 2022/11/24 14:53
 * @description: 自定义通过token注解，如果不加该注解直接拦截
 */
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface PassToken {
    boolean required() default true;
}

@Retention注解说明

RetentionPolicy.SOURCE:这种类型的Annotations只在源代码级别保留,编译时就会被忽略,在class字节码文件中不包含。
RetentionPolicy.CLASS:这种类型的Annotations编译时被保留,默认的保留策略,在class文件中存在,但JVM将会忽略,运行时无法获得。
RetentionPolicy.RUNTIME:这种类型的Annotations将被JVM保留,所以他们能在运行时被JVM或其他使用反射机制的代码所读取和使用。
@Document：说明该注解将被包含在javadoc中
@Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解

2.3自定义全局统一返回值方法，异常类及相关枚举

定义全局枚举类


package com.yy.enums;
 
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.Getter;
import java.util.UUID;
 
/**
 * @author young
 * @date 2022/8/19 21:36
 * @description: 响应结果枚举
 */
 
@AllArgsConstructor
@Getter
public enum ResponseEnum {
   /**响应成功**/
   SUCCESS(200, "操作成功"),
   /**操作失败*/
   FAIL(201,"获取数据失败"),
   
   NO_TOKEN(400,"无token，请重新登录"), 
   TOKEN_EX(401,"token验证失败，请重新登录"),
   
   USER_EX(402,"用户不存在，请重新登录"),
   
   /**错误请求**/
   ERROR(400,"错误请求");
 
   /**响应码**/
   private final Integer code;
   
   /** 结果 **/
   private  final String  resultMessage;
   
 
   public static ResponseEnum getResultCode(Integer code){
      for (ResponseEnum value : ResponseEnum.values()) {
         if (code.equals(value.getCode())){
            return value;
         }
      }
      return ResponseEnum.ERROR;
   }
/*
简单测试一下
 */
   public static void main(String[] args) {
      ResponseEnum resultCode = ResponseEnum.getResultCode(100);
      System.out.println(resultCode);
   }
}

定义全局异常类


package com.yy.util;
 
import com.yy.Enums.ResultEnum;
import io.swagger.annotations.ApiModel;
import io.swagger.annotations.ApiModelProperty;
import lombok.Data;
 
/**
 * @author young
 * @date 2022/9/25 19:15
 * @description: 自定义运行时异常
 */
@Data
@ApiModel(value = "自定义全局异常类")
public class MyException extends RuntimeException{
    @ApiModelProperty(value = "异常状态码")
    private final Integer code;
 
    /**
     * 通过状态码和异常信息创建异常对象
     * @param code
     * @param message
     */
    public MyException(Integer code,String message) {
        super(message);
        this.code = code;
    }
 
    /**
     * 接受枚举类型对象
     * @param resultEnum
     */
    public MyException(ResponseEnum responseEnum){
        super(responseEnum.getMessage());
        this.code = responseEnum.getCode();
    }
}


package com.yy.Config;
 
import com.yy.utils.MyException;
import com.yy.utils.R;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestControllerAdvice;
/**
 * @author young
 * @date 2022/9/12 15:43
 * @description: 自定义异常配置
 */
@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionConfig{
    @ExceptionHandler(MyException.class)
    public R<MyException> handle(MyException e){
        e.printStackTrace();
        return R.exception(e.getCode(),e.getMessage());
    }
}

定义统一返回结果类


package com.yy.utils;
import com.yy.enums.ResponseEnum;
import lombok.Data;
 
import java.io.Serializable;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
/**
 * @author young
 * @date 2022/8/19 21:52
 * @description: 统一返回结果的类
 */
 
@Data
public class  R<T> implements Serializable {
    
    private static final long serialVersionUID = 56665257248936049L;
    /**响应码**/
    private Integer code;
 
    /**返回消息**/
    private String message;
 
    /**返回数据**/
    private T data;
 
   private R(){}
    /**
     * 操作成功ok方法
     */
    public static <T> R<T> ok(T data) {
        R<T> response = new R<>();
     response.setCode(ResponseEnum.SUCCESS.getCode());   response.setMessage(ResponseEnum.SUCCESS.getResultMessage());
        response.setData(data);
        return response;
    }
 
    /**
     * 编译失败方法
     */
    public static <T> R<T> buildFailure(Integer errCode, String errMessage){
        R<T> response = new R<>();
        response.setCode(errCode);
        response.setMessage(errMessage);
        return response;
    }
    
 
    public static <T> R<T> exception(Integer errCode, String errMessage){
        R<T> response = new R<>();
        response.setCode(errCode);
        response.setMessage(errMessage);
        return response;
    }
}

2.4编写JWT工具类，用于生成Token令牌


package com.yy.utils;
 
import cn.hutool.core.date.DateUtil;
import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import java.util.Date;
/**
 * @author young
 * @date 2022/9/12 14:46
 * @description: 整合JWT生成token
 */
public class JwtTokenUtils {
    private JwtTokenUtils() {
        throw new IllegalStateException("Utility class");
    }
    /**
     * 生成token
     * @param userId
     * @param sign
     * @return
     */
    public static String getToken(String userId,String sign){
      return  JWT.create()
              //签收者
              .withAudience(userId)
              //主题
               .withSubject("token")
                //2小时候token过期
                .withExpiresAt(DateUtil.offsetHour(new Date(),2))
                //以password作为token的密钥
                .sign(Algorithm.HMAC256(sign));
    }
}

Algorithm.HMAC256():使用HS256生成token,密钥则是用户的密码，唯一密钥的话可以保存在服务端。

withAudience():存入需要保存在token的信息，这里我们把用户ID存入token中

2.5编写拦截器并注入容器


package com.yy.Config.inteceptor;
 
import cn.hutool.core.text.CharSequenceUtil;
import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.JWTVerifier;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.exceptions.JWTDecodeException;
import com.auth0.jwt.exceptions.JWTVerificationException;
import com.yy.enums.ResponseEnum;
import com.yy.admin.pojo.Admin;
import com.yy.admin.service.Impl.AdminServiceImpl;
import com.yy.utils.MyException;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.method.HandlerMethod;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
 
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.lang.reflect.Method;
 
/**
 * @author young
 * @date 2022/9/12 15:37
 * @description: 获取token并验证
 */
@Component
public class MyJwtInterceptor implements HandlerInterceptor {
    @Autowired
    private AdminServiceImpl adminService;
 
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        String token = request.getHeader("token");
        if (!(handler instanceof HandlerMethod)) {
            return true;
        }
        HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
        Method method = handlerMethod.getMethod();
        //检查是否通过有PassToken注解
        if (method.isAnnotationPresent(PassToken.class)) {
            //如果有则跳过认证检查
            PassToken passToken = method.getAnnotation(PassToken.class);
            if (passToken.required()) {
                return true;
            }
        }
        //否则进行token检查
        if (CharSequenceUtil.isBlank(token)) {
            throw new MyException(ResponseEnum.TOKEN_EX.getCode(), ResponseEnum.TOKEN_EX.getResultMessage());
        }
        //获取token中的用户id
        String userId;
        try {
            userId = JWT.decode(token).getAudience().get(0);
        } catch (JWTDecodeException j) {
            throw new MyException(ResponseEnum.TOKEN_EX.getCode(), ResponseEnum.TOKEN_EX.getResultMessage());
        }
        //根据token中的userId查询数据库
        Admin user = adminService.getById(userId);
        if (user == null) {
            throw new MyException(ResponseEnum.USER_EX.getCode(), ResponseEnum.USER_EX.getResultMessage());
        }
 
        //验证token
        JWTVerifier jwtVerifier = JWT.require(Algorithm.HMAC256(user.getPwd())).build();
        try {
            jwtVerifier.verify(token);
        } catch (JWTVerificationException e) {
            throw new MyException(406, "权限验证失败！");
        }
        return true;
    }
}

这里需要说明一下实现拦截器的方法，我们只需要实现HandlerInterceptor接口即可，它主要定义了三个方法：

boolean preHandle ()：

预处理回调方法,实现处理器的预处理，第三个参数为响应的处理器,自定义Controller,返回值为true表示继续流程（如调用下一个拦截器或处理器）或者接着执行postHandle()和afterCompletion()；false表示流程中断，不会继续调用其他的拦截器或处理器，中断执行。

void postHandle()：

后处理回调方法，实现处理器的后处理（DispatcherServlet进行视图返回渲染之前进行调用），此时我们可以通过modelAndView（模型和视图对象）对模型数据进行处理或对视图进行处理，modelAndView也可能为null。

void afterCompletion():

整个请求处理完毕回调方法,该方法也是需要当前对应的Interceptor的preHandle()的返回值为true时才会执行，也就是在DispatcherServlet渲染了对应的视图之后执行。用于进行资源清理。

整个请求处理完毕回调方法。如性能监控中我们可以在此记录结束时间并输出消耗时间，还可以进行一些资源清理，类似于try-catch-finally中的finally，但仅调用处理器执行链中。

这里我们主要需要调用预处理回调方法即可，如果有其他业务需求，也可自行更改。

主要流程:

从 http 请求头中取出 token，
判断是否映射到方法
检查是否有passtoken注释，有则跳过认证
检查有没有需要用户登录的注解，有则需要取出并验证
认证通过则可以访问，不通过会报相关错误信息

然后通过配置类将我们自定义的拦截类注入到spring容器中，并进行拦截配置。


package com.yy.Config.inteceptor;
 
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;
 
/**
 * @author young
 * @date 2022/9/12 15:36
 * @description: JWT拦截配置
 */
@Configuration
public class InterceptorConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(jwtInterceptor())
 //拦截所有请求，通过判断token来决定是否需要登陆
                .addPathPatterns("/**");
    }
 
    @Bean
    public MyJwtInterceptor jwtInterceptor(){
        return new MyJwtInterceptor();
    }
}

至此，我们对于JWT在SpringBoot中的基本配置就算完成了。我们只需在controller层在自己想要放行的api接口上添加我们自定义的放行注解，即可实现对api接口的放行，其他接口均要进行Token令牌的验证判断。如果没有Token则返回自定义的异常信息。

三，测试

3.1放行一般类接口

这里我们先只对一个业务接口进行放行。


/**
     * 查找指定id信息
     *
     * @param id
     * @return
     */
    @GetMapping("/getOne/{id}")
    @CostTime
    @PassToken
    public R<TestUser> selectOne(@PathVariable Integer id) {
        TestUser user = testUserService.getById(id);
        return R.ok(user);
    }

进行接口测试后发现，该接口获取数据正常。

其他没有加@PassToken的接口由于没有token进行验证，均会被拦截器拦截，并返回我们预期的异常信息"token验证失败，请重新登录"

因此，同理我们只需要在登陆注册或其他不需要token验证的接口上添加自定义注解即可实现拦截。

为了达到业务需求，我们需要在用户登录成功后获取到token，然后将token信息存放在每次的接口请求头（headers）上，这样就能实现对用户接口信息基本保护了。

3.2放行登录接口

在业务层处理token，将生成的token信息带到用户实体类中，这样登录获取用户信息时就能读取到token信息了


package com.yy.admin.service.Impl;
 
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import com.yy.admin.pojo.Admin;
import com.yy.admin.service.AdminService;
import com.yy.admin.dao.AdminDao;
import com.yy.utils.JwtTokenUtils;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.lang.Nullable;
import org.springframework.stereotype.Service;
 
import javax.annotation.Resource;
import java.util.Optional;
 
/**
* @author young
* @description 针对表【admin】的数据库操作Service实现
* @createDate 2022-09-05 13:41:54
*/
@Service
@Slf4j
public class AdminServiceImpl extends ServiceImpl<AdminDao, Admin>
    implements AdminService{
  @Resource
  private AdminDao adminDao;
 
    @Override
    public Admin getMsg(String username, String pwd){
         Admin admin = adminDao.selectByUsernameAndPwd(username, pwd);
         Optional.ofNullable(admin).ifPresent(u->{
             //添加token信息设置到用户实体上
             String token = JwtTokenUtils.getToken(String.valueOf(admin.getId()),pwd);
             log.info("token的值为：{}",token);
             admin.setToken(token);
         });
         return admin;
     }
}

编写用户登录的业务接口并放行Token


@PostMapping("/login")
    @PassToken
    public Object loginStatus(@RequestParam("username") String username, @RequestParam("password") String password){
        JSONObject object = new JSONObject();
        Admin admin = adminService.getMsg(username, password);
        if (admin!=null){
            object.put("code",1);
            object.put("msg","登陆成功");
            object.put("success",true);
            object.put("type","success");
            object.put("userMsg",admin);
        }else {
            object.put("code",0);
            object.put("success",false);
            object.put("msg","用户名或密码错误");
            object.put("type","error");
        }
        return object;
    }

进行接口测试

这样就可以看到生成的Token信息了，然后我们将token信息设置在请求头上对其他接口进行测试。

此时就能看到，接口请求成功。

注意：这里的参数名token对应拦截器配置String token=request.getHeader("token")中的getHeader中设置的的参数名。

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