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JWT（JSON Web Token）鉴权是一种无状态、自包含的认证机制，其核心在于“信任签名，而非存储”。

一、JWT 结构：三段式 Base64Url 编码

xxxxx.yyyyy.zzzzz ↑ ↑ ↑ Header.Payload.Signature

1.Header（头部）

• 内容：

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

• 作用：声明签名算法（alg）和令牌类型（typ）。
• 编码：Base64Url →eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

2.Payload（载荷）

• 内容：业务数据 + 标准声明（Claims）

  {"sub":"1234567890",// 主题（用户ID）"name":"John Doe","admin":true,"iat":1516239022,// 签发时间"exp":1516242622// 过期时间（关键！）}

• 标准 Claims：
  • iss（签发者）、sub（主题）、aud（受众）
  • exp（过期时间）、nbf（生效时间）、iat（签发时间）
• 编码：Base64Url →eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ

⚠️Payload 未加密！任何人可解码查看内容（仅防篡改，不防窥探）。

3.Signature（签名）

• 生成方式：

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

• 作用：验证令牌未被篡改，且由可信方签发。
• 编码：二进制签名 → Base64Url

✅关键：只有服务端持有secret_key，能生成/验证签名。

二、鉴权流程：无状态交互

关键步骤（服务端验证）：

1. 解析 Token：按.分割三段。
2. 验证签名：用本地secret_key重新计算签名，比对是否一致。
3. 校验 Claims：
   • exp是否过期
   • iss是否可信
   • aud是否匹配当前服务
4. 提取用户身份：从sub或自定义字段获取用户 ID。

✅无状态：服务端无需存储 JWT，所有信息自包含。

三、签名算法：对称 vs 非对称

为什么推荐 RS256？

• 安全隔离：验证方只需公钥，即使泄露也无法伪造 Token。
• 避免密钥分发：微服务架构中，各服务用同一公钥验证，无需共享secret_key。

⚠️绝对禁止：

• 使用none算法（无签名）
• 客户端可控制alg字段（导致算法混淆攻击）

四、核心安全陷阱与对策

1.Token 泄露 = 账号被盗

• 原因：JWT 一旦签发，在exp前始终有效。
• 对策：
  • 短有效期：Access Token 设为 15~30 分钟。
  • Refresh Token 机制：
    • Access Token 过期后，用 Refresh Token（存储在 HttpOnly Cookie）换取新 Token。
    • Refresh Token 可撤销（需服务端存储黑名单或状态）。

2.无法主动失效

• 问题：用户登出后，旧 Token 仍有效（因无状态）。
• 对策：
  • 短期 Token：降低风险窗口。
  • Token 黑名单：登出时将 Token 加入 Redis（jti+exp），验证时检查。
  • 版本号机制：用户表存token_version，Payload 中带版本，不匹配则拒绝。

3.敏感信息泄露

• 问题：Payload 可被 Base64 解码。
• 对策：绝不存放密码、身份证号等敏感数据。

4.重放攻击（Replay Attack）

• 问题：截获 Token 后重复使用。
• 对策：
  • 加入jti（JWT ID） + 服务端记录已用 ID（短期存储）。
  • 绑定客户端指纹（IP、User-Agent），但影响体验。

五、与 Session 对比

✅选型建议：

• API 服务、移动端→ JWT
• 传统 Web 应用→ Session（更易管理登出、CSRF）

六、工程最佳实践

1. Always use HTTPS：防止 Token 被中间人截获。
2. Never store secrets in payload：Payload 是公开的。
3. Validate all claims：exp,iss,aud必须校验。
4. Use strong keys：
   • HS256：secret_key≥ 32 字节随机字符串
   • RS256：RSA 2048 位以上
5. Implement refresh token rotation：每次刷新返回新 Refresh Token，旧的立即失效。

总结

• JWT 不是银弹：它解决的是无状态认证问题，而非所有安全问题。
• 核心价值：去中心化验证、跨域支持、减少 DB 查询。
• 致命缺陷：无法主动失效、信息泄露风险。
• 正确姿势：短期 Access Token + 可撤销 Refresh Token + 严格 Claim 校验。

💡一句话本质：
JWT 是“一次性密码本”，签名保证真实性，有效期控制风险窗口。