JWT学习

1.什么是JWT：JWT全称JSON Web Token 是一个开放标准(RFC 7519)，它定义了一种紧凑的、自包含的方式，用于作为JSON对象在各方之间安全地传输信息。该信息可以被验证和信任，因为它是数字签名的。

2.JWT的使用场景：
①：Authorization (授权) : 这是使用JWT的最常见场景。一旦用户登录，后续每个请求都将包含JWT，允许用户访问该令牌允许的路由、服务和资源。单点登录是现在广泛使用的JWT的一个特性，因为它的开销很小，并且可以轻松地跨域使用。
②：Information Exchange (信息交换) : 对于安全的在各方之间传输信息而言，JSON Web Tokens无疑是一种很好的方式。因为JWTs可以被签名，例如，用公钥/私钥对，你可以确定发送人就是它们所说的那个人。另外，由于签名是使用头和有效负载计算的，您还可以验证内容没有被篡改。

3.JWT的结构：
JWT由三部分Header（请求头）、Payload（有效载荷）、Signature（签名） 组成，每一个部分组成前需要进行Base64编码，它们之间用圆点(.)连接。如：aaaa.bbbb.cccc
①：Header ** 常见由两部分组成：token的类型（“JWT”）和算法名称（比如：HMAC SHA256或者RSA等等）。例如：{"alg":"HS256","typ":"JWT"}
②：Payload ** 它包含声明（负载）。声明是关于实体(通常是用户)和其他数据的声明。
声明有三种类型：
Registered: 这里有一组预定义的声明，它们不是强制的，但是推荐。比如：iss (issuer), exp (expiration time), sub (subject), aud (audience)等，规定了7个官方字段如下图：

Public: 可以随意定义。
Private: 用于在同意使用它们的各方之间共享信息，并且不是注册的或公开的声明。
例如：{"admin":true,"name":"Frank","sub":"1,2,3,5"}
PS:不要在JWT的payload或header中放置敏感信息，除非它们是加密的
③：Signature 得到签名的前提是已获得了编码后的Header和Payload ，算法就是header中指定的算法，之后进行签名。
例如:HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret)

4.JWT的工作机制
当User登录成功后，后端返回一个JWT，此后的每次请求此token都会作为凭证，因此要注意设置过期时间。保存令牌的时间不应该超过你所需要它的时间。
①：无论何时用户想要访问受保护的路由或者资源的时候，用户代理（通常是浏览器）都应该带上JWT，通常放在Authorization header中，用Bearer schema。
header应该是这样的：Authorization: Bearer <token>
②：服务器上的受保护的路由将会检查Authorization header中的JWT是否有效，如果有效，则用户可以访问受保护的资源。如果JWT包含足够多的必需的数据，那么就可以减少对某些操作的数据库查询的需要。
Tips：如果token是在授权头（Authorization header）中发送的，那么跨域资源共享(CORS)将不会成为问题，因为它不使用cookie。
具体步骤：
1 应用（或者客户端）想授权服务器请求授权。例如，如果用授权码流程的话，就是/oauth/authorize
2 当授权被许可以后，授权服务器返回一个access token给应用
3 应用使用access token访问受保护的资源（比如：API）

5.Token验证与服务器验证的对比
HTTP协议是无状态的，也就是说，如果我们已经认证了一个用户，那么他下一次请求的时候，服务器不知道我是谁，我们必须再次认证。
5.1 服务器验证的缺点
传统的做法是将已经认证过的用户信息存储在服务器上，比如Session。用户下次请求的时候带着Session ID，然后服务器以此检查用户是否认证过。
这种基于服务器的身份认证方式存在一些问题：
Sessions : 每次用户认证通过以后，服务器需要创建一条记录保存用户信息，通常是在内存中，随着认证通过的用户越来越多，服务器的在这里的开销就会越来越大。
**Scalability : ** 由于Session是在内存中的，这就带来一些扩展性的问题。
CORS : 当我们想要扩展我们的应用，让我们的数据被多个移动设备使用时，我们必须考虑跨资源共享问题。当使用AJAX调用从另一个域名下获取资源时，我们可能会遇到禁止请求的问题。
CSRF : 用户很容易受到CSRF攻击。
5.2 两者差异
相同点是，它们都是存储用户信息；不同点是，Session是在服务器端的，而JWT是在客户端的。
session储存客户信息会占用大量服务器内存，而JWT不存在这种问题。

6.使用Token身份验证的流程
①：用户携带用户名和密码请求访问
②：服务器校验用户凭据
③：应用返回一个token给客户端
④：客户端存储token，并且在随后的每一次请求中都带着它
⑤：服务器校验token并返回数据
注意： I:每一次请求都需要token验证，II：token是放在header中的，III： 需要将服务器设置为接受来自所有域的请求，用Access-Control-Allow-Origin: *

7.使用Token的好处：
①：无状态和可扩展性：Tokens存储在客户端。完全无状态，可扩展。我们的负载均衡器可以将用户传递到任意服务器，因为在任何地方都没有状态或会话信息。
②：由于不用发送cookie，可帮助预防CSRF（cross-site request forgery 跨站请求伪造）攻击。

8.JWT和OAuth的区别：
①：OAuth2是一种授权框架 ，JWT是一种认证协议
②：无论使用哪种方式切记用HTTPS来保证数据的安全性
③：OAuth2用在使用第三方账号登录的情况(比如使用weibo, qq, github登录某个app)，而JWT是用在前后端分离, 需要简单的对后台API进行保护时使用。

参考文章：认识JWT