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JWT 在跨域認(rèn)證中的應(yīng)用

用戶認(rèn)證的傳統(tǒng)方法

傳統(tǒng)的用戶認(rèn)證方法通常依賴于服務(wù)器端會(huì)話（session）。流程如下：

用戶向服務(wù)器發(fā)送用戶名和密碼。
服務(wù)器驗(yàn)證成功后，保存用戶的會(huì)話信息。
服務(wù)器返回一個(gè) session_id，存儲(chǔ)在用戶的 Cookie 中。
用戶每次請(qǐng)求都會(huì)將 session_id 通過 Cookie 發(fā)送給服務(wù)器。
服務(wù)器根據(jù) session_id 識(shí)別用戶身份。

這種方式的問題在于擴(kuò)展性差，尤其是在服務(wù)器集群和跨域服務(wù)中，需要共享 session 數(shù)據(jù)。

JWT 的解決方案

JWT 的出現(xiàn)為跨域認(rèn)證帶來了新的解決方案。JWT 由服務(wù)器生成并返回給客戶端，之后每次請(qǐng)求都附帶此令牌，服務(wù)器通過解析 JWT 確認(rèn)用戶身份。JWT 的無狀態(tài)特性使其可以在多臺(tái)服務(wù)器間輕松擴(kuò)展，無需共享 session 數(shù)據(jù)。

JWT 的結(jié)構(gòu)和組成

JWT 的基本組成

JWT 是一個(gè)由三部分組成的字符串：

Header（頭部）：包含令牌類型和加密算法。
Payload（負(fù)載）：包含實(shí)際傳遞的數(shù)據(jù)，如用戶名、角色等。
Signature（簽名）：用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性。

Header.Payload.Signature

JWT結(jié)構(gòu)示意圖

Header 的結(jié)構(gòu)

Header 是一個(gè) JSON 對(duì)象，描述了令牌的元數(shù)據(jù)，通常包含以下信息：

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

其中 alg 表示使用的簽名算法，typ 表示令牌類型。

Payload 的內(nèi)容

Payload 中存放的是實(shí)際需要傳遞的數(shù)據(jù)，可以包含標(biāo)準(zhǔn)字段和自定義字段：

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

注意，JWT 默認(rèn)是不加密的，敏感信息不應(yīng)放在 Payload 中。

Signature 的生成

Signature 是對(duì) Header 和 Payload 的簽名，確保數(shù)據(jù)未被篡改。生成方法涉及加密算法和服務(wù)器密鑰：

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

JWT 的應(yīng)用場景

跨域存儲(chǔ)和傳輸

JWT 可以存儲(chǔ)在瀏覽器的 Cookie 或 localStorage 中。每次請(qǐng)求時(shí)，客戶端需將 JWT 附帶在請(qǐng)求頭中：

Authorization: Bearer

安全性和限制

雖然 JWT 提供了一種無狀態(tài)的認(rèn)證方式，但其安全性依賴于簽名和密鑰的保護(hù)。為防止 JWT 被截獲后濫用，應(yīng)采用 HTTPS 傳輸，并設(shè)置較短的有效期。

JWT 的優(yōu)缺點(diǎn)分析

優(yōu)點(diǎn)

無狀態(tài)性：服務(wù)器無需保存會(huì)話信息，易于擴(kuò)展。
靈活性：不僅限于認(rèn)證，也可用于信息交換。

缺點(diǎn)

安全性：一旦 JWT 泄露，任何人都可獲取令牌權(quán)限。
不可撤銷性：JWT 簽發(fā)后無法輕易撤銷或修改權(quán)限。

如何確保 JWT 的安全傳輸

使用 HTTPS

確保所有的 JWT 傳輸都通過 HTTPS 進(jìn)行，防止令牌被竊取。

短時(shí)效性

設(shè)置較短的有效期，減少被盜用的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于重要操作，應(yīng)重新認(rèn)證用戶。

JWT 的實(shí)現(xiàn)示例

以下是一個(gè)簡單的 JWT 生成和驗(yàn)證流程示例：

const jwt = require('jsonwebtoken');

// 生成 JWT
token = jwt.sign({ username: 'JohnDoe' }, 'your-256-bit-secret', { expiresIn: '1h' });

// 驗(yàn)證 JWT
try {
  const decoded = jwt.verify(token, 'your-256-bit-secret');
  console.log(decoded);
} catch (err) {
  console.error('Token invalid or expired');
}