JWT令牌验证

一、JWT 验证方式详解

JWT（JSON Web Token）的验证核心是确保令牌未被篡改且符合业务规则，主要分为以下步骤：

1. 令牌解析与基础校验

收到客户端传递的 JWT 后，首先按 . 分割为三部分：Header、Payload、Signature。

  • Header：解析算法（如 HS256）和令牌类型（固定为 JWT）。
  • Payload：解析标准声明（如 exp 过期时间、iat 签发时间）和自定义声明（如用户 ID）。
2. 签名验证（防篡改）

签名是 JWT 的核心安全屏障。验证逻辑：

  • 使用 Header 中指定的算法（如 HMAC SHA256），用服务端保存的密钥对 Header.Base64UrlEncode() + "." + Payload.Base64UrlEncode() 重新计算签名。
  • 对比新计算的签名与 JWT 中的 Signature，若不一致则令牌无效（可能被篡改）。
3. 声明校验（业务规则）

验证 Payload 中的声明是否符合业务要求：

  • exp（Expiration Time）：令牌过期时间戳，需满足 当前时间 < exp（考虑时钟偏差，如 ±300秒）。
  • iat（Issued At）：令牌签发时间，需满足 iat ≤ 当前时间。
  • iss（Issuer）：令牌签发者，需与服务端配置的签发者（如 https://your-domain.com）一致。
  • aud（Audience）：令牌接收方，需与当前服务身份（如 user-service）匹配。
  • 自定义声明：如用户角色（role）、权限（permissions）等，按业务需求验证。
4. 令牌状态校验（可选）

对于需要主动失效的令牌（如用户注销），需维护一个黑名单（如 Redis），验证时检查令牌是否在黑名单中（适用于需要严格控制令牌生命周期的场景）。

二、后端 Java 示例（Spring Boot + JJWT）

以下是基于 Spring Boot 的 JWT 生成与验证接口实现，使用 JJWT 库（Java JWT 工具）。

1. 依赖配置

在 pom.xml 中添加 JJWT 依赖：

<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt-api</artifactId><version>0.11.5</version>
</dependency>
<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt-impl</artifactId><version>0.11.5</version><scope>runtime</scope>
</dependency>
<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt-jackson</artifactId><version>0.11.5</version><scope>runtime</scope>
</dependency>
2. JWT 工具类（核心逻辑）
import io.jsonwebtoken.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;@Component
public class JwtUtils {// 从配置文件读取密钥和过期时间（示例：密钥为 "your-256-bit-secret"，过期时间 30分钟）@Value("${jwt.secret}")private String secret;@Value("${jwt.expire}")private long expire;// 生成 JWTpublic String generateToken(String userId) {Date now = new Date();Date expireDate = new Date(now.getTime() + expire * 1000); // 转换为毫秒Map<String, Object> claims = new HashMap<>();claims.put("userId", userId); // 自定义声明claims.put("role", "user");   // 自定义角色return Jwts.builder().setClaims(claims)          // 自定义声明.setIssuer("your-domain")   // 签发者（iss）.setIssuedAt(now)           // 签发时间（iat）.setExpiration(expireDate)  // 过期时间（exp）.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, secret) // 签名算法+密钥.compact();}// 验证 JWT 并解析声明public Claims validateToken(String token) {try {return Jwts.parser().setSigningKey(secret)    // 使用相同密钥验证.parseClaimsJws(token)    // 解析 JWT.getBody();} catch (ExpiredJwtException e) {throw new RuntimeException("令牌已过期");} catch (UnsupportedJwtException e) {throw new RuntimeException("不支持的令牌类型");} catch (MalformedJwtException e) {throw new RuntimeException("令牌格式错误");} catch (SignatureException e) {throw new RuntimeException("签名验证失败（可能被篡改）");} catch (IllegalArgumentException e) {throw new RuntimeException("令牌为空");}}
}
3. 接口示例（生成与验证）
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import javax.annotation.Resource;@RestController
@RequestMapping("/auth")
public class AuthController {@Resourceprivate JwtUtils jwtUtils;// 模拟登录接口：返回 JWT@PostMapping("/login")public String login(@RequestParam String username, @RequestParam String password) {// 实际业务中需校验用户名密码（示例直接通过）return jwtUtils.generateToken("123"); // 用户 ID 为 123}// 验证令牌接口（示例）@PostMapping("/validate")public String validate(@RequestHeader("Authorization") String token) {// 提取 Bearer 令牌（去掉 "Bearer " 前缀）String actualToken = token.replace("Bearer ", "");try {Claims claims = jwtUtils.validateToken(actualToken);return "验证成功！用户 ID：" + claims.get("userId");} catch (Exception e) {return "验证失败：" + e.getMessage();}}
}

三、前端/客户端示例（Uniapp、WPF、Qt）

以下示例演示客户端如何携带 JWT 调用后端验证接口（假设后端地址为 http://localhost:8080）。

1. Uniapp（Vue 跨端框架）
<template><view><button @click="login">登录获取 Token</button><button @click="validateToken">验证 Token</button><text>{{ result }}</text></view>
</template><script>
export default {data() {return {token: null,result: ""};},methods: {// 登录获取 Tokenasync login() {const res = await uni.request({url: "http://localhost:8080/auth/login",method: "POST",data: { username: "test", password: "123" }});this.token = res.data;this.result = "Token 获取成功：" + this.token;},// 验证 Token（携带到请求头）async validateToken() {if (!this.token) {this.result = "请先登录获取 Token";return;}const res = await uni.request({url: "http://localhost:8080/auth/validate",method: "POST",header: { Authorization: `Bearer ${this.token}` }});this.result = res.data;}}
};
</script>
2. WPF（.NET 桌面应用）
using System;
using System.Net.Http;
using System.Windows;namespace WpfJwtDemo {public partial class MainWindow : Window {private string _token;private readonly HttpClient _httpClient = new HttpClient();public MainWindow() {InitializeComponent();_httpClient.BaseAddress = new Uri("http://localhost:8080/");}// 登录获取 Tokenprivate async void LoginButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e) {var formData = new FormUrlEncodedContent(new[] {new KeyValuePair<string, string>("username", "test"),new KeyValuePair<string, string>("password", "123")});var response = await _httpClient.PostAsync("auth/login", formData);_token = await response.Content.ReadAsStringAsync();ResultText.Text = "Token获取成功：" + _token;}// 验证 Token（携带到请求头）private async void ValidateButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e) {if (string.IsNullOrEmpty(_token)) {ResultText.Text = "请先登录获取 Token";return;}_httpClient.DefaultRequestHeaders.Authorization = new System.Net.Http.Headers.AuthenticationHeaderValue("Bearer", _token);var response = await _httpClient.PostAsync("auth/validate", null);var result = await response.Content.ReadAsStringAsync();ResultText.Text = result;}}
}
3. Qt（C++ 跨平台框架）
#include <QApplication>
#include <QNetworkAccessManager>
#include <QNetworkRequest>
#include <QNetworkReply>
#include <QUrlQuery>
#include <QMessageBox>class JwtDemo : public QObject {Q_OBJECT
public:JwtDemo(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {manager = new QNetworkAccessManager(this);connect(manager, &QNetworkAccessManager::finished, this, &JwtDemo::onRequestFinished);}// 登录获取 Tokenvoid login() {QUrl url("http://localhost:8080/auth/login");QUrlQuery query;query.addQueryItem("username", "test");query.addQueryItem("password", "123");QNetworkRequest request(url);request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, "application/x-www-form-urlencoded");manager->post(request, query.toString(QUrl::FullyEncoded).toUtf8());}// 验证 Token（携带到请求头）void validateToken(const QString &token) {QUrl url("http://localhost:8080/auth/validate");QNetworkRequest request(url);request.setRawHeader("Authorization", "Bearer " + token.toUtf8());manager->post(request, ""); // 空 body}private slots:void onRequestFinished(QNetworkReply *reply) {if (reply->error() == QNetworkReply::NoError) {QString result = reply->readAll();if (reply->url().path() == "/auth/login") {currentToken = result;QMessageBox::information(nullptr, "成功", "Token获取成功：" + result);} else if (reply->url().path() == "/auth/validate") {QMessageBox::information(nullptr, "验证结果", result);}} else {QMessageBox::critical(nullptr, "错误", "请求失败：" + reply->errorString());}reply->deleteLater();}private:QNetworkAccessManager *manager;QString currentToken;
};int main(int argc, char *argv[]) {QApplication app(argc, argv);JwtDemo demo;// 模拟点击登录（实际需绑定UI事件）demo.login();// 假设登录后验证（实际需等待登录完成）QTimer::singleShot(2000, [&demo]() {if (!demo.currentToken.isEmpty()) {demo.validateToken(demo.currentToken);}});return app.exec();
}#include "main.moc" // 需包含 moc 文件（Qt 元对象编译）

四、关键说明

  1. 密钥安全：后端密钥（jwt.secret）需严格保密，避免硬编码在代码中（建议通过配置中心或环境变量获取）。
  2. 过期时间：exp 需根据业务场景设置（如用户登录态建议 30分钟~1天，敏感操作建议更短）。
  3. 客户端处理：前端需将 JWT 存储在 localStorage（Web）、SecureStorage（移动端）或 注册表（桌面端）中，避免明文存储。
  4. 跨域问题：若前端与后端不同域，需在后端配置 CORS（跨域资源共享）。

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