JWT - 令牌认证（认证流程和原理、Jwt 工具类、搭配 Redis 使用）

JWT（JSON Web Token）是一种用于双方之间传递安全信息的简洁的、URL安全的表示方法。

以下是使用JWT的一般流程：

1. 用户登录：用户使用用户名和密码登录。
2. 验证凭据：服务器验证用户名和密码。
3. 创建JWT：服务器验证成功后，创建一个JWT。
4. 返回JWT：服务器返回JWT给客户端。
5. 客户端存储JWT：客户端通常将JWT存储在localStorage或sessionStorage中。
6. 后续请求：客户端在后续请求中将JWT添加到请求头中。
7. 服务器验证JWT：服务器检查请求头中的JWT，如果JWT有效，则提供访问权限。

JWT结构通常如下：

Header.Payload.Signature

Header通常指定签名算法：

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

Payload包含实际的声明：

{
  "iss": "Issuer",
  "sub": "Subject",
  "aud": "Audience",
  "exp": "Expiration Time",
  "nbf": "Not Before",
  "iat": "Issued At",
  "jti": "JWT ID"
}

Signature通过以下方式创建：

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

以下是一个简单的Java JWT工具类示例：

import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import io.jsonwebtoken.Claims;
 
public class JwtUtil {
    private static final String SECRET_KEY = "verySecret"; // 应该是一个复杂的密钥
 
    public static String generateToken(User user) {
        return Jwts.builder()
                .setSubject(user.getUsername())
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 864000000)) // 有效期10天
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, SECRET_KEY)
                .compact();
    }
 
    public static boolean validateToken(String token, UserDetails userDetails) {
        String username = Jwts.parser()
                .setSigningKey(SECRET_KEY)
                .parseClaimsJws(token)
                .getBody()
                .getSubject();
 
        return username.equals(userDetails.getUsername()) && !isTokenExpired(token);
    }
 
    private static boolean isTokenExpired(String token) {
        Date expiration = Jwts.parser()
                .setSigningKey(SECRET_KEY)
                .parseClaimsJws(token)
                .getBody()
                .getExpiration();
 
        return expiration.before(new Date());
    }
}

在与Redis结合使用时，可以在用户登录时创建JWT并将其存储在Redis中，并在后续请求中验证Redis中的JWT是否有效。

public String login(User user) {
    String token = JwtUtil.generateToken(user);
    redisTemplate.opsForValue().set(token, user.getUsername(), 10, TimeUnit.DAYS);
    return token;
}
 
public boolean validateToken(String token) {
    boolean isTokenValid = false;
    String username = (String) redisTemplate.opsForValue().get(token);
    if (username != null && !username.isEmpty()) {
        isTokenValid = true;