JWT详细介绍 Python实现

文章目录

• ​​1 🐮jwt介绍​​

• ​​1.1 什么是jwt​​
• ​​1.2 使用场景​​

• ​​1.2.1 授权​​
• ​​1.2.2 信息交换​​

• ​​1.3 JWT结构​​

• ​​1.3.1 header​​
• ​​1.3.2 payload​​
• ​​1.3.3 signature 签名​​

• ​​2 🐮Python 实现​​

• ​​2.1 手动编码​​
• ​​2.2 jwt包​​

• ​​3 🐮校验 jwt​​
• ​​4 🐮js解析jwt​​

1 🐮jwt介绍

官网：​​https://jwt.io/​​ 本文以python来进行实战演示

1.1 什么是jwt

JSON Web Token (JWT) 是一个开放标准 ( RFC 7519 )，它定义了一种紧凑且自包含的方式，用于以json的方式安全传输信息，并且通过数字签名来保证信息是信任的。jwt可以使用秘钥（HMAC算法）或RSA或ECDSA的公钥/私钥对其进行签名。

1.2 使用场景

1.2.1 授权

用户在登录后，后续每个请求都将包含JWT，从而判断用户是否登录、是否有权限等操作。这种方式也被称为单点登录，其开销非常小，并且能够在不同的域中轻松使用。

在Web开发中，我们通常会使用cookie或token的方式进行用户身份验证，jwt是属于token方法实现的一种，下面列出token方式的优点：

• 支持跨域访问
• 无状态：token本身就包含了用户信息，无需保存在服务端。
• 适合移动端：如微信小程序、移动设备不支持cookie的客户端。
• 无需考虑CSRF

1.2.2 信息交换

由于可以对JWT进行签名（例如：使用公钥/私钥），因此您可以确定数据发送者是否为本人。另外，由于使用标头和有效负载计算签名，我们可以验证内容是否被篡改。

JWT最常见的场景就是授权认证，一旦用户登录，后续每个请求都讲包含JWT，系统在每次处理用户请求之前，都要先进行JWT安全校验，通过之后再进行处理。

1.3 JWT结构

JWT由3部分内容构成，并且以( ​​.​​ )作为分隔：

格式：​​标题.有效载荷.签名​​/``

1.3.1 header

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

​​alg​​​：代表要使用的算法
​​​typ​​​：代表token类别，这里为 大写 ​​JWT​​

此部分数据使用转为json并 base64 进行加密。

1.3.2 payload

1、共有声明（按需项，用户自定义添加）

{
  'exp':xxx, # Expiration Time 此token的过期时间的时间戳
  'iss':xxx，# (Issuer) Claim 指明此token的签发者
  'iat':xxx, # (Issued At) Claim 指明此创建时间的时间戳
  'aud':xxx, # (Audience) Claim 指明此token签发面向群体
}

2、私有声明（用户自定义key、value）

{
  'username':'charles'
}

转为json并用base64加密

1.3.3 signature 签名

这里要采用header中的算法进行，这里使用HS256算法

# 伪代码
HS256(自定义key, base64(header), base64(payload))

2 🐮Python 实现

2.1 手动编码

"""
    jwt生成
"""
import json
import time

from common.util_encryption import hash_tool


class Util_jwt:
    def __init__(self, header, payload, secret):
        self.header = header
        self.payload = payload
        self.secret = secret

    # 签名
    async def jwt_sign(self):
        bs_header = await hash_tool().get_base64(self.header)
        bs_payload = await hash_tool().get_base64(self.payload)
        s_group = bs_header + b'.' + bs_payload
        return hash_tool().get_sha256(self.secret, s_group)

    async def get_jwt_token(self):
        jwt_res = await hash_tool().get_base64(self.header) + b'.' + await hash_tool().get_base64(
            self.payload) + b'.' + await hash_tool().get_base64(await self.jwt_sign())
        return jwt_res


jwt_header = json.dumps({'alg': 'HS256', 'typ': 'JWT'})
jwt_payload = json.dumps({'exp': time.time() + 7200,  # Expiration Time 此token的过期时间的时间戳
                          'iss': 'couragesteak',  # (Issuer) Claim 指明此token的签发者
                          'iat': time.time(),  # (Issued At) Claim 指明此创建时间的时间戳
                          'data': {
                              'username': 'charles'
                          }
                          })
# 私钥
secret = b"123456"

import asyncio
async def func():
    print("========jwt结果 异步==========")
    j = Util_jwt(header=jwt_header, payload=jwt_payload, secret=secret)
    print(await j.get_jwt_token())
asyncio.run(func())

2.2 jwt包

pip install pyjwt

加密

class hash_tool:

    # 获取base64加密
    async def get_base64(self, data):
    # def get_base64(self, data):

        """
            data: str（字符串）
        """
        # 封装通用base64加密
        return base64.b64encode(data.encode())

    # 获取sha256加密
    async def get_sha256(self, secret, str):
        """
            key: 秘钥串
            str: 原文
        """
        hash = hashlib.sha256(secret)
        hash.update(bytes(str))
        return hash.hexdigest()

异步实现

"""
    jwt生成
"""
import json
import time

from common.util_encryption import hash_tool

class Util_jwt:
    def __init__(self, header, payload, secret):
        self.header = header
        self.payload = payload
        self.secret = secret

    # 签名
    async def jwt_sign(self):
        bs_header = await hash_tool().get_base64(self.header)
        bs_payload = await hash_tool().get_base64(self.payload)
        s_group = bs_header + b'.' + bs_payload
        return hash_tool().get_sha256(self.secret, s_group)
    
    #  获取token
    async def get_jwt_token(self):
        jwt_res = await hash_tool().get_base64(self.header) + b'.' + await hash_tool().get_base64(
            self.payload) + b'.' + await hash_tool().get_base64(await self.jwt_sign())
        return jwt_res

# 私钥
secret = b"123456"
jwt_header = json.dumps({'alg': 'HS256', 'typ': 'JWT'})
jwt_payload = json.dumps({'exp': time.time() + 7200,  # Expiration Time 此token的过期时间的时间戳
                          'iss': 'couragesteak',  # (Issuer) Claim 指明此token的签发者
                          'iat': time.time(),  # (Issued At) Claim 指明此创建时间的时间戳
                          'data': {
                              'username': 'charles'
                          }
                          })

import asyncio

async def func():
    print("========jwt结果 异步==========")
    j = Util_jwt(header=jwt_header, payload=jwt_payload, secret=secret)
    print(await j.get_jwt_token())

asyncio.run(func())

3 🐮校验 jwt

官网校验：​​https://jwt.io/​​

4 🐮js解析jwt

<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/js-base64@3.7.2/base64.min.js"></script>

function jwt_parse(token) {
  return Base64.atob(token.split(".")[1]);
}

let token = "eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJpc3MiOiJcdTY3MDlcdTUyYzdcdTZjMTRcdTc2ODRcdTcyNWJcdTYzOTIiLCJpYXQiOjE2Njc0NTg5ODAsImV4cCI6MTY2ODA2Mzc4MCwiYXVkIjoid3d3LmNvdXJhZ2VzdGVhay5jb20iLCJkYXRhIjp7InVpZCI6MSwidXNlcm5hbWUiOiJjaGVhcmxlcyJ9fQ.4Xrf3Chpfu1qOnmDy7UQqJAt6dpvKBVxafvr7gdCwdk";
let userinfo = jwt_parse(token)
console.log(userinfo)

结果

{
  "iss": "有勇气的牛排",
  "iat": 1667458980,
  "exp": 1668063780,
  "aud": "www.couragesteak.com",
  "data": {
    "uid": 1,
    "username": "charles"
  }
}