JWT详解以及在spirngboot中的应用

JWT（JSON Web Token） 是一种用于身份验证和信息传递的轻量级安全协议，常用于用户认证、权限控制和信息安全传输。

1. JWT 的基本结构

JWT 是一个字符串，由 三部分 组成：Header（头部）、Payload（载荷）、Signature（签名）。

2. JWT 结构解析

(1) Header（头部）

Header 主要包含两部分信息：

• alg（算法）：签名算法（如 HS256）
• typ（类型）：通常是 "JWT"

(2) Payload（载荷）

Payload 主要包含：

• 声明（Claims）：JWT 存储的用户信息，如 userId、role 等。
• 标准声明
  • iss（Issuer）：签发者
  • sub（Subject）：主题
  • aud（Audience）：接收者
  • exp（Expiration Time）：过期时间（Unix 时间戳）
  • iat（Issued At）：签发时间
  • nbf（Not Before）：此时间之前不可用

(3) Signature（签名）

签名用于防止 JWT 被篡改

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

其中 secret 是服务器端的私钥，必须妥善保管

3. JWT 认证流程

✅ 登录时

1. 用户输入用户名 + 密码，向服务器发起请求
2. 服务器验证用户名和密码是否正确
3. 服务器生成 JWT，返回给前端
4. 前端将 JWT 存储在 localStorage 或 sessionStorage

✅ 访问接口

1. 前端请求接口时，将 JWT 放入 Authorization 头部：
2. 服务器验证 JWT 的 签名和过期时间
3. 验证通过，返回数据；否则，返回 401 Unauthorized

4. JWT 在 Spring Boot 中的使用

(1) 添加依赖

在 pom.xml 添加 jjwt 依赖：

    io.jsonwebtoken
    jjwt
    0.11.5

（2）配置jwt

package com.sky.properties;

import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "sky.jwt")
@Data
public class JwtProperties {

    /**
     * 管理端员工生成jwt令牌相关配置
     */
    private String adminSecretKey;
    private long adminTtl;
    private String adminTokenName;

    /**
     * 用户端微信用户生成jwt令牌相关配置
     */
    private String userSecretKey;
    private long userTtl;
    private String userTokenName;

}

（3）生成与解析jwt

public static String createJWT(String secretKey, long ttlMillis, Map claims) {
        // 指定签名的时候使用的签名算法，也就是header那部分
        SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;

        // 生成JWT的时间
        long expMillis = System.currentTimeMillis() + ttlMillis;
        Date exp = new Date(expMillis);

        // 设置jwt的body
        JwtBuilder builder = Jwts.builder()
                // 如果有私有声明，一定要先设置这个自己创建的私有的声明，这个是给builder的claim赋值，一旦写在标准的声明赋值之后，就是覆盖了那些标准的声明的
                .setClaims(claims)
                // 设置签名使用的签名算法和签名使用的秘钥
                .signWith(signatureAlgorithm, secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
                // 设置过期时间
                .setExpiration(exp);

        return builder.compact();// 生成签名
    }

    /**
     * Token解密
     *
     * @param secretKey jwt秘钥 此秘钥一定要保留好在服务端, 不能暴露出去, 否则sign就可以被伪造, 如果对接多个客户端建议改造成多个
     * @param token     加密后的token
     * @return
     */
    public static Claims parseJWT(String secretKey, String token) {
        // 得到DefaultJwtParser
        Claims claims = Jwts.parser()
                // 设置签名的秘钥
                .setSigningKey(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
                // 设置需要解析的jwt
                .parseClaimsJws(token).getBody();
        return claims;
    }

}

（4）jwt拦截器

/**
 * jwt令牌校验的拦截器
 */
@Component
@Slf4j
public class JwtTokenAdminInterceptor implements HandlerInterceptor {

    @Autowired
    private JwtProperties jwtProperties;

    /**
     * 校验jwt
     *
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
            throws Exception {
        // 判断当前拦截到的是Controller的方法还是其他资源
        if (!(handler instanceof HandlerMethod)) {
            // 当前拦截到的不是动态方法，直接放行
            return true;
        }

        // 1、从请求头中获取令牌
        String token = request.getHeader(jwtProperties.getAdminTokenName());

        // 2、校验令牌
        try {
            log.info("jwt校验:{}", token);
            Claims claims = JwtUtil.parseJWT(jwtProperties.getAdminSecretKey(), token);
            Long empId = Long.valueOf(claims.get(JwtClaimsConstant.EMP_ID).toString());
            BaseContext.setCurrentId(empId);
            // 3、通过，放行
            return true;
        } catch (Exception ex) {
            // 4、不通过，响应401状态码
            response.setStatus(401);
            return false;
        }
    }
}

5.JWT 拦截器的具体作用

1. 拦截所有需要认证的请求

   • 只有通过身份验证的用户才能访问受保护的 API，未认证的用户直接返回 401 Unauthorized。

2. 从请求头中提取 JWT

   • 解析 Authorization 头部中的 Bearer ，获取 JWT 令牌。

3. 验证 JWT 的有效性

   • 校验 JWT 的签名，确保令牌未被篡改。
   • 检查 JWT 是否过期，防止使用过期的令牌访问 API。

4. 解析 JWT 并提取用户信息

   • 解析 JWT 获取用户 ID、角色权限等信息，并存入 request 作用域，以便后续 Controller 使用。

5. 拒绝非法请求

   • JWT 无效 / 过期：返回 401 Unauthorized。
   • 权限不足：返回 403 Forbidden。

6. JWT 的优缺点

✅ 优点

1. 无状态：无需存储用户信息（不像 session 依赖服务器存储）。
2. 高效：前端携带 JWT 访问接口，减少数据库查询。
3. 跨平台：支持 Web、移动端、小程序等多种客户端。
4. 安全性：签名保证 JWT 不被篡改（但不能防止被盗）。

❌ 缺点

1. 不能撤销：JWT 生成后，无法手动注销（可使用黑名单）。
2. 体积较大：比传统 session ID 大，占用带宽。
3. 存储安全问题：若保存在 localStorage，可能被 XSS 攻击窃取。

总结

✅ JWT 适合微服务、移动端、RESTful API 的用户身份验证
✅ 推荐后端使用 Spring Boot + JWT 进行认证
✅ JWT 不适用于频繁变更权限的系统（需结合 Redis 方案）