，你会了解到jwt的实现原理和base64编码的原理。同时我也简单实现了jwt的生成，点这里。智威汤逊是什么？它本质上是经过签名的JSON格式数据。由于已签名，收件人可以验证其真实性。它也很小，因为它是JSON格式。JSONWebToken(JWT)是一种开放标准(RFC7519)，它定义了一种紧凑且独立的方式，以JSON对象的形式在各??方之间传递信息。信息可以被验证和信任，因为它是数字签名的。JWT可以使用密钥（使用HMAC算法）或公钥和私钥（使用RSA算法）进行签名。为什么jwthttp协议需要是无状态的？长期以来，我们使用session/cookie来服务客户。服务器存储session，客户端存储一个sessionid。访问时，客户端携带sessionid，服务端使用对应的session。判断用户是否有相应的权限以及如何显示该页面；但目前随着终端设备的增多，更流行的开发模式是前后端分离，也就是说后端趋向于服务化并提供相应的操作接口，RESTfulAPI目前是一种一套比较成熟的接口规范；而RESTfulAPI提倡无状态，用今天所谓的jwt就可以实现无状态。session的stateful方式占用服务器内存较多，当项目较大时，可能需要使用rediscluster来存储session。使用jwt把用户的状态权限放在客户端，服务端可以根据传过来的token判断是否有权限访问这个资源。jwt的组成jwt由三部分组成，用.隔开：头部（header）载荷（payload）签名（Signature）一步步生成这个token，先用一个数组保存这三个部分，并声明一个数组constres=[];，得到三部分后，直接使用res.join('.')生成需要的token即可。header一般包含两部分，token的类型和使用的加密算法，如：constheader={alg:'HS256',typ:'JWT'};然后把这个序列化，转成base64编码，需要注意的是jwt中对应的base64并不是严格的base64，因为token可能会作为url，base64中的+/=三个字符会被转义，造成url变长，所以token的base64会把+转成-，/转成_，删除=。根据这个规则，我们来实现生成满足要求的base64的函数：constgetBase64UrlEscape=str=>(str.replace(/\+/g,'-').replace(/\//g,'_').replace(/=/g,''));constgetBase64Url=data=>getBase64UrlEscape(newBuffer(JSON.stringify(data)).toString('base64'));实现这个常用函数后，生成header就变得非常简单：res.push(getBase64Url(header));有效负载包含语句，它是用户和其他元数据的描述。包含三类声明：Reserveddeclarations，如exp,sub等。PublicdeclarationsPrivatedeclarations，privatedeclarations是自定义的payloads，个人倾向于在里面存放一些不相关的东西，比如用户名，用户权限，Userid，等：constpayload={username:'zp1996',id:1,authority:32};第二部分是将payload转换为base64编码：res.push(getBase64Url(payload));signatureheader和payload使用相应的密钥用相应的加密算法加密：sha256(`${base64UrlEncode(header)}.${base64UrlEncode(payload)}`,secret)一般支持的算法有：constalgorithmMap={HS256:'sha256',HS384:'sha384',HS512:'sha512',RS256:'RSA-SHA256'};consttypeMap={HS256:'hmac',HS384:'hmac',HS512:'hmac',RS256:'sign'};首先，我们了解一下几种加密算法：哈希加密——crypto.createHash()可以将任意长度的输入通过哈希转换为固定长度的输出，输出值为哈希值。如果两个哈希值不一样，那么原来的输入一定不一样；但是两个hash值相同，只能说原始输入很可能是相同的；因为哈希函数可能会发生“碰撞”。Hash非常快，问题是它非常快。虽然加密后无法逆向，但是可以使用彩虹表破解。由于哈希很快，我们可以根据彩虹表将其与待破解的加密字符进行对比，很快就会得到我们想要的结果。.当然一般都会进行加盐的操作，增加这个时间成本。回到今天说的jwt，jwt对安全性的要求还是很高的。jwt的前两部分是经过处理的base64，肯定是可以转义的。假设我们最后的签名部分已经被解密，那么token就可以任意伪造，应用就没有安全可言了。所以jwt在生成签名的时候并没有使用Hash加密。hmac加密——crypto.createHmac()我们先看下hmac的定义：key相关的哈希运算消息认证码。消息认证码可以用来保证消息不被他人伪造。消息认证码是一个带有密钥的散列函数。由于hmac有密钥，所以它会比hash有更好的安全性。签名加密——crypto.createSign()不仅对数据进行加解密，还需要保证数据传输的完整性和安全性。因此，需要采用的是Sign算法，主要采用非对称加密算法，使用私钥进行签名，使用公钥来验证数据的完整性。整个过程如下图所示：使用openssl生成私钥和公钥，我们看一个例子：constfs=require('fs'),crypto=require('crypto'),data='zp1996',alg='RSA-SHA256';constsigner=(method,key,input)=>crypto.createSign(method).update(input).sign(key,'base64');constverify=(method,pub,sign,input)=>crypto.createVerify(method).update(input).verify(pub,sign,'base64');constsign=signer(alg,fs.readFileSync('./private.pem'),数据);控制台.log(验证(alg,fs.readFileSync('./public.pem'),sign,data));//truejwtjwt中生成签名的方法主要使用hmac和sign，所以我们可以这样写生成Signature的方法：constcryptoMethod={hmac:(method,key,input)=>crypto.createHmac(method,key).update(input).digest('base64'),sign:(method,input)=>crypto.createSign(method).update(input).sign(key,'base64')};至此，我们可以编写一个完整的签名方法：constsign=(input,key,method,type)=>getBase64UrlEscape(cryptoMethod[type](method,key,input));/**payloadload*keykey*algorithm加密算法*type什么样的输入hmac或sign*/jwt.sign=(payload,key,algorithm='HS256',options={})=>{constsignMethod=algorithmMap[algorithm],signType=typeMap[algorithm],header={typ:'JWT',alg:算法},res=[];options&&options.header&&Object.assign(header,options.header);res.push(getBase64Url(header));res.push(getBase64Url(payload));res.push(sign(res.join('.'),key,signMethod,signType));返回res.join('.');};至此，一个比较合格的token就可以生成了，接下来会进行验证解析：对header和payload进行解析解析，说白了就是将base64转成普通的字符串，然后将字符串反序列化为得到难点在于token的base64已经处理过了。在替换的情况下转换回来很容易，用正则表达式也很容易做到，但是去掉的=怎么补呢？为什么要删除这个=？它有什么特别之处吗？我觉得有必要看看base64的原理：base64原理base64字符集base64是一种基于64个可打印字符表示二进制数据的方法，包括A-Z、a-z、0-9、+、/、补位用=，其实就是65个字符，看一张base64索引表：基本原理：将每3个8字节转换成4个6字节，然后转换后的4个6字节高位加2个0，形成48个字节，所以base64大约比原始字符串大1/3。看个例子，zpy怎么转成base64编码：首先确定ascii码，分别是122、112、121。由于只有两个字符，所以下一个字符对应的二进制值为00000000，所以组成的24位为：01111010|01110000|01111001分为六部分：011110|100111|,然后转换成十进制:30|39|1|57、结合上图中的索引表，很容易得到enB5的最终值。从这个规则我们可以很容易的得到zp是enAA，但是enA=是通过newBuffer('zp').toString('base64')得到的。仔细看base64，有两个规则：在两个字节的情况下：两个字节一共16个二进制位，按照上面的规则，转换成三组，最后一组除了前面加两个0，还要在后面加两个0。这样就得到了一个三位数的Base64编码，最后加一个“=”号。一个字节的情况：将这个字节的8个二进制位按照上面的规则分成两组，除了前面加两个0之外，最后一组后面加四个0。这样就得到了一个两位数的Base64编码，最后加上两个“=”号。既然解析tokenbase64的原理清楚了，那么如何给token加上=也很清楚了，无非就是在最后加一两个。base64编码长度必须是4的倍数，所以只需要在%4后面加=，可能的结果只有两种：2，加2=3，加1=所以可以写下面的代码来转换token转换为真正的base64：constgetBase64UrlUrlUnescape=str=>{str+=newArray(5-str.length%4).join('=');返回str.replace(/\-/g,'+').replace(/\_/g,'/');};到这里，解析方法就很容易出来了：constdecodeBase64Url=str=>JSON.parse(newBuffer(getBase64UrlUrlUrl(str),'base64').toString());jwt.decode=(token)=>{constsegments=token.split('.');return{header:decodeBase64Url(segments[0]),payload:decodeBase64Url(segments[1])};};验证之前基本就明白了，验证其实很简单，就是用key来比较验证是否正确：constverifyMethod={hmac:(input,key,method,signStr)=>signStr===sign(input,key,method,'hmac'),sign:(input,key,method,sign)=>{返回crypto.createVerify(method).update(input).verify(key,getBase64UrlUrlUnescape(sign),'base64');}};写在文末只是自己的浅见，如有错误请指出。
