Spring Boot 集成JWT实现Token验证详解

一、引言

在现代Web应用开发中，随着前后端分离和微服务架构的流行，传统的基于Cookie和Session的身份验证方式已经逐渐被基于Token的验证方式所取代。JWT（Json Web Tokens）作为一种轻量级的身份验证机制，因其简单、安全且易于使用的特性而广受欢迎。本文将详细介绍什么是JWT，什么是Token，以及如何在Spring Boot项目中集成JWT来实现Token验证。

二、JWT和Token基础

1、什么是Token

Token是一种令牌，它在用户登录后由服务器生成并返回给客户端，客户端在随后的请求中将Token附在HTTP请求头中，以此来验证用户的身份。Token通常包含了用户的身份信息和一些其他的元数据。

2、什么是JWT

JWT（Json Web Tokens）是一个开放标准（RFC 7519），它定义了一种紧凑且自包含的方式，用于在双方之间以JSON对象的形式安全地传输信息。每个Token都是经过数字签名的，因此可以被验证和信任。JWT可以使用秘密（对称加密）或使用RSA或ECDSA的公钥/私钥对（非对称加密）进行签名。

3、JWT的结构

JWT由三部分组成，用点.分隔：

• Header（头部）：通常包含Token的类型（即JWT）和所使用的签名算法，如HMAC SHA256或RSA。
• Payload（负载）：包含所要传递的信息。负载可以包含多个声明（Claims），声明是关于实体（通常是用户）和其他数据的声明。
• Signature（签名）：用于验证消息在传输过程中未被篡改，并且，对于使用私钥签名的Token，还可以验证发送者的身份。

4、JWT的工作原理

1. 用户使用用户名和密码登录。
2. 服务器验证用户的凭据，并创建一个包含用户信息和其他需要的数据的JWT。
3. 服务器将JWT发送给客户端。
4. 客户端在随后的每个请求中将JWT放在HTTP请求头中发送给服务器。
5. 服务器验证JWT的有效性，如果有效，则允许用户访问资源。

三、集成JWT

1、引入JWT依赖

在Spring Boot项目的pom.xml文件中引入JWT依赖。

<dependency>
    <groupId>com.auth0</groupId>
    <artifactId>java-jwt</artifactId>
    <version>3.10.3</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

2、创建Token工具类

创建一个工具类TokenUtil，用于生成和验证JWT Token。

import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.exceptions.JWTVerificationException;
import com.auth0.jwt.interfaces.DecodedJWT;
import com.auth0.jwt.interfaces.JWTVerifier;

import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@Component
public class TokenUtil {
    private static final String SECRET = "your-secret"; // 密钥，生产环境应保持安全

    public String createToken(String username) {
        try {
            Date expireDate = new Date(System.currentTimeMillis() + 3600 * 1000); // 设置Token过期时间
            return JWT.create()
                    .withIssuer("auth0")
                    .withClaim("username", username)
                    .withExpiresAt(expireDate)
                    .sign(Algorithm.HMAC256(SECRET));
        } catch (Exception exception) {
            throw new RuntimeException("Token创建失败");
        }
    }

    public Map<String, String> verifyToken(String token) {
        try {
            JWTVerifier verifier = JWT.require(Algorithm.HMAC256(SECRET))
                    .withIssuer("auth0")
                    .build();
            DecodedJWT jwt = verifier.verify(token);
            return jwt.getClaims();
        } catch (JWTVerificationException exception) {
            throw new RuntimeException("Token验证失败");
        }
    }
}

3、创建拦截器

创建一个拦截器TokenInterceptor，用于在请求中验证Token。

import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

@Component
public class TokenInterceptor implements HandlerInterceptor {
    
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        String token = request.getHeader("Authorization");
        if (token != null && !token.isEmpty()) {
            TokenUtil tokenUtil = new TokenUtil();
            Map<String, String> claims = tokenUtil.verifyToken(token);
            if (claims != null) {
                return true;
            }
        }
        response.setStatus(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);
        response.getWriter().write("Unauthorized");
        return false;
    }
}

4、注册拦截器

将拦截器注册到Spring Boot中。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;

@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
    
    @Autowired
    private TokenInterceptor tokenInterceptor;

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(tokenInterceptor).addPathPatterns("/**")
                .excludePathPatterns("/login", "/public/**");
    }
}

四、总结

通过上述步骤，我们已经在Spring Boot项目中成功集成了JWT，实现了Token的生成和验证。这种基于Token的身份验证机制不仅适用于单体应用，也适用于微服务架构，为现代Web应用提供了一种灵活、安全的身份验证解决方案。希望本文能帮助你更好地理解和实现JWT Token验证。

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参考文章：

• ****博客 - springboot整合token
• 腾讯云开发者社区 - Spring Boot 如何集成JWT实现Token验证