原理
Web 应用可分为客户端和服务端，这两者之间经常需要进行身份认证。
由于 HTTP 是无状态协议，不能保存认证后的用户状态，因此，每一次发送请求都需要重复的进行认证。
为了解决该问题，通常会使用 Cookie 来管理 Session，来实现用户状态管理。
服务器需要记录 Session 信息，当存在多台服务器时，这些服务器就需要共享 Session。例如，将 Session 数据进行持久化存储，每台服务器都从持久层中获取 Session。这种方案也有风险，当持久层突然失效时，所有登录信息都将失效。
由此可见，服务端保存认证状态是一件棘手的事，既然如此，何不将数据全都保存在客户端呢？Json Web Token 就是基于该思路提出的一种认证方案。
我们从 JSON Web Token 的命名就可以得出一些信息
- JSON - 数据是 JSON 格式的
- Web - 是用于 Web 的
- Token - Token 是令牌的意思，代表了 JWT 是一种认证的凭证
JWT 的认证过程如下：
- 客户端发送登录信息（用户 ID，密码）
- 服务端基于密钥生成 JWT，返回给客户端
- 客户端在接下来的请求中将 Token 放在头部中一起发送给服务端
- 服务端对 JWT 进行验证
生成的 JWT 的格式如下
JWT 可分为三部分，用 . 符号隔开
- Header 头部
- Payload 负载
- Signature 签名
Header 用于携带一些元数据，比如加密算法与类型
{
"alg": "HS256",
"typ": "JWT"
}
Payload 携带令牌的具体内容，常用的内容如下
- iss (issuer) 签发人
- exp (expiration time) 过期时间
- sub (subject) 主题
- aud (audience) 受众
- nbf (Not Before) 生效时间
- iat (Issued At) 签发时间
- jti (JWT ID) 编号
可根据需要自行选择，也可以自己定义
{
"sub": "1",
"name": "Mind Geek",
"admin": true
}
Signature 是加密 Header 和 Payload 后得到的签名，防止数据篡改，加密公式如下
HMACSHA256(
base64UrlEncode(header) + "." +
base64UrlEncode(payload),
mind-geek-jwt
)
解读
- HMACSHA256 是 Header 指定的算法
- mind-geek-jwt 则是服务端定义的密钥
- JWT 作为一个令牌（token），有些场合可能会放到 URL 中。Base64 有三个字符 +、/ 和 =，在 URL 里面有特殊含义，所以要被替换 = 被省略、+ 替换成 -，/ 替换成 _ 。这就是 Base64URL 算法。
示例
加密
定义 Header
$header = [
‘alg‘ => ‘HS256‘,
‘typ‘ => ‘JWT‘,
];
定义 Payload
$payload = [
‘sub‘ => 1,
‘name‘ => ‘Mind Geek‘,
‘admin‘ => true,
];
定义密钥
$secret = ‘mind-geek-jwt‘;
将 Header 和 Payload 数组转化成 Json，再使用 Base64URL 算法进行编码。
function base64url(string $string)
{
return str_replace(‘=‘, ‘‘, strtr(base64_encode($string), ‘+/‘, ‘-_‘));
}
// Header
$base64Header = base64url(json_encode($header));
// Payload
$base64Payload = base64url(json_encode($payload));
将编码后的 Header 和 Payload 用 . 拼接起来
$encryp = $base64Header.".".$base64Payload;
对其进行加密，加密后再进行 Base64URL 编码，得到 Signature
$signature = hash_hmac(‘sha256‘, $encryp, $secret, true);
$base64Signature = base64url($signature);
拼接之后就是 JWT 字符串了
$token = $base64Header.".".$base64Payload.".".$base64Signature;
验证
获取客户端发送的 JWT
$token = ‘eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOjEsIm5hbWUiOiJNaW5kIEdlZWsiLCJhZG1pbiI6dHJ1ZX0.0_dneYOin4yWRYlD-KmfvGEY6AhjA_zDyyvPhgYq2sU‘;
解析 JWT，得到编码过后的 Header、Payload 以及 Signature
list($base64Header, $base64Payload, $base64Signature) = explode(‘.‘, $token);
利用得到的 Header 和 Payload ，以及服务端保存的密钥来计算出签名
$encryp = $base64Header.".".$base64Payload;
$signature = hash_hmac(‘sha256‘, $encryp, $secret, true);
$computedBase64Signature = base64url($signature);
将计算出来的签名与客户端发送的签名进行对比
if($computedBase64Signature === $base64Signature){
echo "认证成功!";
}