使用jwt来进行token的验证

发布于 2020-06-01  34 次阅读


token验证

token相当于是一个令牌,在用户登录的时候由服务器端生成(基于用户名、时间戳、过期时间、发行者等信息进行签名)然后发放给客户端,客户端将令牌保存,在以后需要登录验证的请求中都需要将令牌发送到服务器端进行验证,如果验证成功,则返回数据

token验证的优势

  1. Token 完全由应用管理,所以它可以避开同源策略
  2. Token 可以避免 CSRF 攻击
  3. Token 可以是无状态的,可以在多个服务间共享

使用jwt来进行token的验证

JWT(json web token)是为了在网络应用环境间传递声明而执行的一种基于JSON的开放标准。
JWT的声明一般被用来在身份提供者和服务提供者间传递被认证的用户身份信息,以便于从资源服务器获取资源。比如用在用户登录上。
JWT定义了一种用于简洁,自包含的用于通信双方之间以 JSON 对象的形式安全传递信息的方法。JWT 可以使用 HMAC 算法或者是 RSA 的公钥密钥对进行签名。

JWT由header,payload,signature三个部分(以下代码以php为例)

header部分:
jwt的头部承载两部分信息:
声明类型,这里是jwt
声明加密的算法 通常使用 HMAC SHA256

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

说明:该字段为json格式。alg字段指定了生成signature的算法,默认值为HS256,typ默认值为JWT


payload部分:
载荷就是存放有效信息的地方。
标准中注册的声明 (不强制使用) :
iss: jwt签发者
sub: jwt所面向的用户
aud: 接收jwt的一方
exp: 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

{
 "sub": "1234567890",
 "name": "youname",
 "iat": 1516239022
}

说明:该字段为json格式,表明用户身份的数据,可以自己自定义字段,很灵活。sub 面向的用户,name 姓名 ,iat 签发时间。例如可自定义示例如下:

{
  "iss": "example",     //该JWT的签发者
  "iat": 1535967430,    //签发时间
  "exp": 1535974630,    //过期时间
  "nbf": 1535967430,     //该时间之前不接收处理该Token
  "sub": "www.example.com",  //面向的用户
  "jti": "9f10e796726e332cec401c569969e13e"  //该Token唯一标识
}

signature部分:
jwt的第三部分是一个签证信息,这个签证信息由三部分组成:

  1. header (base64后的)
  2. payload (base64后的)
  3. secret
HMACSHA256(
 base64UrlEncode(header) + "." +
 base64UrlEncode(payload),
 123456
) 

说明:对header和payload进行base64UrlEncode编码后进行拼接。通过key(这里是123456)进行HS256算法签名。


php代码:

<?php
/**
 * PHP_jwt_token
 */
class JwtAuth {

  //头部
  private static $header=array(
    'alg'=>'HS256', //生成signature的算法
    'typ'=>'JWT'  //类型
  );

  //使用HMAC生成信息摘要时所使用的密钥
  private static $key='example';

  /**
   * 获取jwt token
   * @param array $payload jwt载荷  格式如下非必须
   * [
   * 'iss'=>'jwt_admin', //该JWT的签发者
   * 'iat'=>time(), //签发时间
   * 'exp'=>time()+7200, //过期时间
   * 'nbf'=>time()+60, //该时间之前不接收处理该Token
   * 'sub'=>'www.mano100.cn', //面向的用户
   * 'jti'=>md5(uniqid('JWT').time()) //该Token唯一标识
   * ]
   * @return bool|string
   */
  public static function getToken(array $payload)
  {
    if(is_array($payload))
    {
      $base64header=self::base64UrlEncode(json_encode(self::$header,JSON_UNESCAPED_UNICODE));
      $base64payload=self::base64UrlEncode(json_encode($payload,JSON_UNESCAPED_UNICODE));
      $token=$base64header.'.'.$base64payload.'.'.self::signature($base64header.'.'.$base64payload,self::$key,self::$header['alg']);
      return $token;
    }else{
      return false;
    }
  }

  /**
   * 验证token是否有效,默认验证exp,nbf,iat时间
   * @param string $Token 需要验证的token
   * @return bool|string
   */
  public static function verifyToken(string $Token)
  {
    $tokens = explode('.', $Token);
    if (count($tokens) != 3)
      return false;

    list($base64header, $base64payload, $sign) = $tokens;

    //获取jwt算法
    $base64decodeheader = json_decode(self::base64UrlDecode($base64header), JSON_OBJECT_AS_ARRAY);
    if (empty($base64decodeheader['alg']))
      return false;

    //签名验证
    if (self::signature($base64header . '.' . $base64payload, self::$key, $base64decodeheader['alg']) !== $sign)
      return false;

    $payload = json_decode(self::base64UrlDecode($base64payload), JSON_OBJECT_AS_ARRAY);

    //签发时间大于当前服务器时间验证失败
    if (isset($payload['iat']) && $payload['iat'] > time())
      return false;

    //过期时间小宇当前服务器时间验证失败
    if (isset($payload['exp']) && $payload['exp'] < time())
      return false;

    //该nbf时间之前不接收处理该Token
    if (isset($payload['nbf']) && $payload['nbf'] > time())
      return false;

    return $payload;
  }

  /**
   * base64UrlEncode  https://jwt.io/ 中base64UrlEncode编码实现
   * @param string $input 需要编码的字符串
   * @return string
   */
  private static function base64UrlEncode(string $input)
  {
    return str_replace('=', '', strtr(base64_encode($input), '+/', '-_'));
  }

  /**
   * base64UrlEncode https://jwt.io/ 中base64UrlEncode解码实现
   * @param string $input 需要解码的字符串
   * @return bool|string
   */
  private static function base64UrlDecode(string $input)
  {
    $remainder = strlen($input) % 4;
    if ($remainder) {
      $addlen = 4 - $remainder;
      $input .= str_repeat('=', $addlen);
    }
    return base64_decode(strtr($input, '-_', '+/'));
  }

  /**
   * HMACSHA256签名  https://jwt.io/ 中HMACSHA256签名实现
   * @param string $input 为base64UrlEncode(header).".".base64UrlEncode(payload)
   * @param string $key
   * @param string $alg  算法方式
   * @return mixed
   */
  private static function signature(string $input, string $key, string $alg = 'HS256')
  {
    $alg_config=array(
      'HS256'=>'sha256'
    );
    return self::base64UrlEncode(hash_hmac($alg_config[$alg], $input, $key,true));
  }
}

验证方法:

  $token_test=Jwt::getToken($payload_test);
  echo "<pre>";
  echo $token_test;

  //返回的值是一个数组,包含了payload信息
  $getPayload_test=Jwt::verifyToken($token_test);
  echo "<br><br>";
  var_dump($getPayload_test);
  echo "<br><br>";