閑魚面試：說說JWT工作原理？
JWT（JSON Web Token）一種開放的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（RFC 7519），用于在網(wǎng)絡(luò)上安全的傳輸信息，通常被用于身份驗(yàn)證。
簡(jiǎn)單來說，你可以把 JWT 想象成一張小巧的、自包含的電子通行證。這張通行證里面包含了用戶的身份信息，就像你在某個(gè)俱樂部的會(huì)員卡，上面有你的名字、會(huì)員等級(jí)等信息，拿著這張卡，你就能證明你是誰，享受相應(yīng)的服務(wù)。
1.JWT組成
JWT 由三部分組成：頭部（Header）、載荷（Payload）和簽名（Signature），如下圖所示：
- 頭部（Header）：包含了關(guān)于生成該 JWT 的信息以及所使用的算法類型。
- 載荷（Payload）：包含了要傳遞的數(shù)據(jù)，例如身份信息和其他附屬數(shù)據(jù)。JWT 官方規(guī)定了 7 個(gè)字段，可供使用：
- iss (Issuer)：簽發(fā)者。
- sub (Subject)：主題。
- aud (Audience)：接收者。
- exp (Expiration time)：過期時(shí)間。
- nbf (Not Before)：生效時(shí)間。
- iat (Issued At)：簽發(fā)時(shí)間。
- jti (JWT ID)：編號(hào)。
- 簽名（Signature）：使用密鑰對(duì)頭部和載荷進(jìn)行簽名，以驗(yàn)證其完整性。
JWT 官網(wǎng)：https://jwt.io/
2.JWT工作原理
JWT 工作原理包含三部分：
- 生成 JWT
- 傳輸 JWT
- 驗(yàn)證 JWT
下面分別來看。
（1）生成JWT
在用戶登錄時(shí)，當(dāng)服務(wù)器端驗(yàn)證了用戶名和密碼的正確性后，會(huì)根據(jù)用戶的信息，如用戶 ID 和用戶名稱，加上服務(wù)器端存儲(chǔ)的 JWT 秘鑰一起來生成一個(gè) JWT 字符串，也就是我們所說的 Token，這個(gè) Token 是 Encoded 編碼過的，類似于：
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c
Decoded 解碼后會(huì)得到三部分內(nèi)容：頭部（Header）+載荷（Payload）+簽名（Signature）。
- 頭部（Header）：包含了關(guān)于生成該 JWT 的信息以及所使用的算法類型。
- 載荷（Payload）：包含了要傳遞的數(shù)據(jù)，例如身份信息和其他附屬數(shù)據(jù)。
- 簽名（Signature）：使用密鑰對(duì)頭部和載荷進(jìn)行簽名，以驗(yàn)證其完整性。
（2）傳輸JWT
JWT 通常存儲(chǔ)在客戶端的 Cookie、LocalStorage、SessionStorage 等位置，客戶端在每次請(qǐng)求時(shí)把 JWT 放在 Authorization 頭中或作為參數(shù)傳遞給服務(wù)器端。
（3）驗(yàn)證JWT
- 服務(wù)器端接收到 JWT 的 Token 后，會(huì)先將 Token Decoded 解碼，之后會(huì)得到頭部（Header）+載荷（Payload）+簽名（Signature）。
- 然后服務(wù)器端會(huì)使用它本地存儲(chǔ)的秘鑰，以及頭部（Header）中的加密算法和載荷（Payload）中的信息進(jìn)行重新加密，得到一個(gè)新的簽名。
- 最后會(huì)判斷 Token 的真?zhèn)?，用上一步新生成的簽名?Decoded 解碼得到的簽名（Signature）進(jìn)行判斷，如果二者一致，則說明當(dāng)前的 Token 有效性的、完整的，可以執(zhí)行后續(xù)的操作了，否則則返回 Token 錯(cuò)誤。當(dāng)然在這一步判斷時(shí)，我們通常也要看載荷（Payload）中的過期時(shí)間是否有效，如果無效，則需要提示用戶重新登錄。
3.JWT優(yōu)勢(shì)
JWT 相較于傳統(tǒng)的基于會(huì)話（Session）的認(rèn)證機(jī)制，具有以下優(yōu)勢(shì)：
- 無需服務(wù)器存儲(chǔ)狀態(tài)：傳統(tǒng)的基于會(huì)話的認(rèn)證機(jī)制需要服務(wù)器在會(huì)話中存儲(chǔ)用戶的狀態(tài)信息，包括用戶的登錄狀態(tài)、權(quán)限等。而使用 JWT，服務(wù)器無需存儲(chǔ)任何會(huì)話狀態(tài)信息，所有的認(rèn)證和授權(quán)信息都包含在 JWT 中，使得系統(tǒng)可以更容易地進(jìn)行水平擴(kuò)展。
- 跨域支持：由于 JWT 包含了完整的認(rèn)證和授權(quán)信息，因此可以輕松地在多個(gè)域之間進(jìn)行傳遞和使用，實(shí)現(xiàn)跨域授權(quán)。
- 適應(yīng)微服務(wù)架構(gòu)：在微服務(wù)架構(gòu)中，很多服務(wù)是獨(dú)立部署并且可以橫向擴(kuò)展的，這就需要保證認(rèn)證和授權(quán)的無狀態(tài)性。使用 JWT 可以滿足這種需求，每次請(qǐng)求攜帶 JWT 即可實(shí)現(xiàn)認(rèn)證和授權(quán)。
- 自包含：JWT 包含了認(rèn)證和授權(quán)信息，以及其他自定義的聲明，這些信息都被編碼在 JWT 中，在服務(wù)端解碼后使用。JWT 的自包含性減少了對(duì)服務(wù)端資源的依賴，并提供了統(tǒng)一的安全機(jī)制。
- 擴(kuò)展性：JWT 可以被擴(kuò)展和定制，可以按照需求添加自定義的聲明和數(shù)據(jù)，靈活性更高。
使用 JWT 相較于傳統(tǒng)的基于會(huì)話的認(rèn)證機(jī)制，可以減少服務(wù)器存儲(chǔ)開銷和管理復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)跨域支持和水平擴(kuò)展，并且更適應(yīng)無狀態(tài)和微服務(wù)架構(gòu)。
