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C#
一、什么JSON Web Tokens？
JSON Web Tokens是一种开放的行业标准 RFC 7519方法，用于在双方之间安全地表示索赔。
JWT.IO允许您解码，验证和生成JWT。其中。JWT 支持任何语言的解码。
官网地址：https://jwt.io/
二、JWT 的结构
JWT由三部分组成：
1.Header ：头信息
标头通常由两部分组成：令牌的类型，即JWT，以及正在使用的签名算法
如：
{ "alg": "HS256", "typ": "JWT"}然后，这个JSON被编码为Base64Url，形成JWT的第一部分。
2.Payload ：有效载荷
令牌的第二部分是有效负载，其中包含声明。声明是关于实体（通常是用户）和其他数据的声明。
示例有效负载可以是：
{ "sub": "1234567890", "name": "John Doe", "admin": true}然后，有效负载经过Base64Url编码，形成JSON Web令牌的第二部分。由于JWT 支持任何语言的解码，所以不要在Payload 中放置重要信息
3.Signature ：签名
如：
HMACSHA256( base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret)
签名由三部分组成，base64编码后的表头、base64编码后的有效载荷和秘钥，三者中间由 '.' 字符连接。这里举例的是采用HMACSHA256算法加密的。
其中secret秘钥是注册后创建app之后生成的（此秘钥非常重要，不要告诉别人哟）。
三、代码实现（以net core 为例）：
1.首先引用 Microsoft.IdentityModel.Tokens.dll。net core 2.1版本中内置了这个库，其他版本要引用。
2.为了方便，我把整个jwt结构写了配置，并在项目中引用。
创建了对应的配置节点实体：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;
namespace fwt.Models
{
/// <summary>
/// jwt
/// </summary>
public class JWTTokenModel
{
public JWTHeader header { get; set; }
public JWTPayLoad payLoad { get; set; }
public string secret { get; set; }
}
/// <summary>
/// header
/// </summary>
public class JWTHeader
{
public string alg { get; set; }
public string typ { get; set; }
}
/// <summary>
/// payLoad
/// </summary>
public class JWTPayLoad
{
public string iss { get; set; }
public string aud { get; set; }
public string age { get; set; }
public string sub { get; set; }
public long nbf { get; set; }
public long exp { get; set; }
}
}通过构造函数依赖注入，在Controller中获取配置信息
Startup 中：
services.Configure<JWTTokenModel>(Configuration.GetSection("JWTSetting"));然后编写jwt帮助类，分别创建jwttoken和验证jwttoken
using fwt.Models;
using Microsoft.IdentityModel.Tokens;
using Newtonsoft.Json;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IdentityModel.Tokens.Jwt;
using System.Linq;
using System.Security.Claims;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace fwt
{
/// <summary>
/// token 帮助类
/// </summary>
public static class TokenContext
{
/// <summary>
/// 创建jwttoken,源码自定义
/// </summary>
public static string CreateToken(JWTPayLoad payLoad, string secret, JWTHeader header = null)
{
if (header == null)
{
header = new JWTHeader()
{
alg = "HS256",
typ = "JWT"
};
}
//添加jwt可用时间（应该必须要的）
var now = DateTime.UtcNow;
payLoad.nbf = ToUnixEpochDate(now);//可用时间起始
payLoad.exp = ToUnixEpochDate(now.Add(TimeSpan.FromSeconds(3600)));//可用时间结束,其中3600是有效时间，根据实际情况自定义
var encodedHeader = Base64UrlEncoder.Encode(JsonConvert.SerializeObject(header));
var encodedPayload = Base64UrlEncoder.Encode(JsonConvert.SerializeObject(payLoad));
var hs256 = new HMACSHA256(Encoding.ASCII.GetBytes(secret));
var encodedSignature = Base64UrlEncoder.Encode(hs256.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(string.Concat(encodedHeader, ".", encodedPayload))));
var encodedJwt = string.Concat(encodedHeader, ".", encodedPayload, ".", encodedSignature);
return encodedJwt;
}
/// <summary>
/// 创建jwtToken,采用微软内部方法，默认使用HS256加密，如果需要其他加密方式，请更改源码
/// 返回的结果和CreateToken一样
/// </summary>
public static string CreateTokenByHandler(Dictionary<string, object> payLoad, string secret)
{
var now = DateTime.UtcNow;
// Specifically add the jti (random nonce), iat (issued timestamp), and sub (subject/user) claims.
// You can add other claims here, if you want:
var claims = new List<Claim>();
foreach (var key in payLoad.Keys)
{
var tempClaim = new Claim(key, payLoad[key]?.ToString());
claims.Add(tempClaim);
}
// Create the JWT and write it to a string
var jwt = new JwtSecurityToken(
issuer: null,
audience: null,
claims: claims,
notBefore: now,
expires: now.Add(TimeSpan.FromSeconds(3600)),
signingCredentials: new SigningCredentials(new SymmetricSecurityKey(Encoding.ASCII.GetBytes(secret)), SecurityAlgorithms.HmacSha256));
var encodedJwt = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(jwt);
return encodedJwt;
}
/// <summary>
/// 验证身份 验证签名的有效性,
/// </summary>
/// <param name="encodeJwt"></param>
/// <param name="validatePayLoad">自定义各类验证； 是否包含那种申明，或者申明的值， </param>
/// 例如：payLoad["aud"]?.ToString() == "roberAuddience";
/// 例如：验证是否过期 等
public static bool Validate(string encodeJwt, Func<Dictionary<string, object>, bool> validatePayLoad,string secret)
{
var success = true;
var jwtArr = encodeJwt.Split('.');
var header = JsonConvert.DeserializeObject<Dictionary<string, object>>(Base64UrlEncoder.Decode(jwtArr[0]));
var payLoad = JsonConvert.DeserializeObject<Dictionary<string, object>>(Base64UrlEncoder.Decode(jwtArr[1]));
var hs256 = new HMACSHA256(Encoding.ASCII.GetBytes(secret));
//首先验证签名是否正确（必须的）
success = success && string.Equals(jwtArr[2], Base64UrlEncoder.Encode(hs256.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(string.Concat(jwtArr[0], ".", jwtArr[1])))));
if (!success)
{
return success;//签名不正确直接返回
}
//其次验证是否在有效期内（也应该必须）
var now = ToUnixEpochDate(DateTime.UtcNow);
success = success && (now >= long.Parse(payLoad["nbf"].ToString()) && now < long.Parse(payLoad["exp"].ToString()));
//再其次 进行自定义的验证
success = success && validatePayLoad(payLoad);
return success;
}
/// <summary>
/// 获取jwt中的payLoad
/// </summary>
/// <param name="encodeJwt"></param>
/// <returns></returns>
public static Dictionary<string, object> GetPayLoad(string encodeJwt)
{
var jwtArr = encodeJwt.Split('.');
var payLoad = JsonConvert.DeserializeObject<Dictionary<string, object>>(Base64UrlEncoder.Decode(jwtArr[1]));
return payLoad;
}
public static long ToUnixEpochDate(DateTime date) =>
(long)Math.Round((date.ToUniversalTime() - new DateTimeOffset(1970, 1, 1, 0, 0, 0, TimeSpan.Zero)).TotalSeconds);
}
}控制器调用
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using fwt.Models;
using Microsoft.IdentityModel.Tokens;
using Newtonsoft.Json;
using System.Text;
using System.Security.Cryptography;
using Microsoft.Extensions.Options;
namespace fwt.Controllers
{
public class HomeController : Controller
{
private readonly JWTTokenModel _jWTTokenModel;
//依赖注入
public HomeController(IOptions<JWTTokenModel> jWTTokenModel)
{
_jWTTokenModel = jWTTokenModel.Value;
}
public IActionResult Index()
{
//获取token
string tokenstr = TokenContext.CreateToken(_jWTTokenModel.payLoad, _jWTTokenModel.secret, _jWTTokenModel.header);
//自定义验证
Func<Dictionary<string, object>, bool> func = delegate (Dictionary<string, object> s)
{
if (s["iss"].ToString() == _jWTTokenModel.payLoad.iss
&& s["aud"].ToString() == _jWTTokenModel.payLoad.aud
&& s["sub"].ToString() == _jWTTokenModel.payLoad.sub)
{
return true;
}
return false;
};
//验证token
bool success = TokenContext.Validate(tokenstr, func, _jWTTokenModel.secret);
return View();
}
public IActionResult Privacy()
{
return View();
}
[ResponseCache(Duration = 0, Location = ResponseCacheLocation.None, NoStore = true)]
public IActionResult Error()
{
return View(new ErrorViewModel { RequestId = Activity.Current?.Id ?? HttpContext.TraceIdentifier });
}
}
}ok，原理差不多就是这个样子。官网中也提供了解码的调试器，可以解码生成的token
将生成的token复制到左边即可。
使用场景：比如webapi接口的token验证，就可以用到jwt，先获取登录后的token，把token传入authorization中才能进行下面接口的调用。
总结一哈：由于JSON比XML更简洁，因此在编码时它的大小也更小，使得JWT比SAML更紧凑。这使得JWT成为在HTML和HTTP环境中传递的不错选择。
JSON解析器在大多数编程语言中很常见，因为它们直接映射到对象。相反，XML没有自然的文档到对象映射。这使得使用JWT比使用SAML断言更容易。
个人理解：jwt其实是一种规范，一种加密验证的解决方案，更多的其实是给一个思路，一个标准，不一定要完全按照jwt的格式去加密。一定程度上
可以取代session和cookie进行用户认证，两者各有优缺点。
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