什么是 JS JWT？它有哪些应用场景？

JWT（JSON Web Token）是一种用于在网络应用间安全传输信息的开放标准（RFC 7519），它定义了一种简洁的、自包含的方式，用于在通信双方之间以 JSON 对象的形式安全地传输信息，这些信息可以被验证和信任，因为它们是经过数字签名的，在 JavaScript 中使用 JWT，就是借助相关的库和工具来实现对 JWT 的生成、验证等操作。

JS JWT 的基本原理

JWT 由三部分组成：头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature），头部通常包含两部分信息：令牌的类型（即 JWT）和所使用的签名算法，如 HMAC SHA256 或 RSA，载荷是存放有效信息的地方，这些信息可以是用户的 ID、用户名、角色等，签名是对头部和载荷进行签名，以确保信息没有被篡改，在 JavaScript 中，当服务器生成 JWT 后，客户端可以通过 HTTP 请求头（如 Authorization 头）携带 JWT 进行后续的请求，服务器接收到请求后，会对 JWT 进行验证，包括签名验证、过期时间检查等。

JS JWT 的应用场景

身份验证

这是 JWT 最常见的应用场景，当用户登录成功后，服务器会生成一个包含用户信息（如用户 ID、用户名等）的 JWT，并将其返回给客户端，客户端在后续的请求中，将 JWT 放在请求头中发送给服务器，服务器通过验证 JWT 的有效性（如签名是否正确、是否过期等）来确定用户的身份，相比于传统的基于会话（Session）的身份验证方式，JWT 具有无状态的特点，服务器不需要在内存中保存用户的会话信息，这使得它在分布式系统中具有很大的优势，因为它可以轻松地在多个服务器之间共享用户的身份信息。

信息交换

在不同的系统或服务之间进行信息交换时,JWT 可以作为一种安全的载体，一个前端应用需要与多个后端微服务进行通信，并且需要传递一些用户相关的信息，这时可以使用 JWT 来封装这些信息，每个微服务在接收到请求后，只需要验证 JWT 的有效性，就可以获取到所需的用户信息，而不需要再进行额外的查询或验证，这种方式提高了系统之间的交互效率，同时也保证了信息的安全性。

授权

除了身份验证,JWT 还可以用于授权，在载荷中可以包含用户的角色或权限信息，当用户请求访问某个资源时，服务器可以根据 JWT 中携带的权限信息来判断用户是否有权限访问该资源，一个应用有普通用户和管理员两种角色，普通用户只能查看某些数据，而管理员可以进行修改和删除操作，通过在 JWT 中设置相应的角色信息，服务器在处理请求时就可以快速做出授权决策。

单点登录（SSO）

在大型企业或复杂的应用生态中,单点登录是一个常见的需求，JWT 可以很好地支持单点登录，当用户在一个系统中登录成功后，生成的 JWT 可以在其他信任该系统的子系统或应用中使用，用户不需要在每个子系统中都进行登录操作，只需要携带有效的 JWT 即可，这大大提高了用户体验，同时也简化了系统的认证和授权流程。

JS JWT 的优势

简洁性

JWT 以 JSON 格式表示，非常简洁，这使得它在网络传输中占用的带宽较小，无论是在客户端还是服务器端，处理 JWT 的速度都比较快，JSON 格式易于阅读和理解，开发人员可以方便地查看和调试其中的信息。

自包含性

JWT 包含了所有需要的信息（头部、载荷和签名），服务器在验证 JWT 时，不需要再去数据库或其他存储中查询额外的信息，这减少了服务器的查询次数，提高了系统的性能和响应速度。

跨语言和跨平台

由于 JWT 是基于标准的 JSON 格式，并且有多种编程语言的库支持（当然也包括 JavaScript），所以它可以很容易地在不同的语言和平台之间进行使用和交互，无论是前端的 JavaScript 应用，还是后端的 Java、Python 等应用，都可以方便地生成、解析和验证 JWT。

安全性

虽然 JWT 本身是明文传输的（不过可以通过 HTTPS 来保证传输过程的安全），但它的签名机制可以确保信息不被篡改，只有拥有正确密钥（对于 HMAC 算法）或私钥（对于 RSA 算法）的服务器才能验证 JWT 的有效性，而且可以设置 JWT 的过期时间，进一步增强了安全性。

JS JWT 的使用注意事项

密钥安全

在使用 HMAC 算法进行签名时，密钥的安全性至关重要，如果密钥泄露，攻击者就可以伪造有效的 JWT，密钥应该妥善保管，不应该在代码中硬编码，最好是通过环境变量等安全的方式进行配置，对于 RSA 算法，私钥的保护同样重要。

防止 CSRF 攻击

虽然 JWT 是无状态的，但在某些情况下（如在浏览器环境中使用 Cookie 存储 JWT），仍然需要防止跨站请求伪造（CSRF）攻击，可以采用一些常见的防御措施，如在请求头中添加自定义的属性（而不是仅仅依赖 Cookie），或者使用双重提交 Cookie 等技术。

合理设置过期时间

过期时间设置得过短,会导致用户频繁登录，影响用户体验；设置得过长，又会增加安全风险，应该根据应用的实际需求，合理地设置 JWT 的过期时间，并且可以考虑使用刷新令牌（Refresh Token）的机制，当 JWT 过期时，通过刷新令牌来获取新的 JWT，而不需要用户重新登录。

JS JWT 是一种功能强大且应用广泛的技术，在现代 Web 应用的身份验证、授权等方面发挥着重要作用，只要正确理解其原理，合理应用，并注意相关的安全事项，就可以充分发挥它的优势，为应用的安全性和性能提升带来很大的帮助。