这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 17 天。

1. 加密和解密

加密技术包括两个基本的两个元素：加密算法、密钥。
在现代密码学种，加密算法都是公开的，而密钥是保密的。

1.1. 对称加密

对称加密的特点有:

加密和解密时使用的密钥相同
加密简单快捷
适用于一对一的场景

常见算法:

DES: 密钥位数是 56
3DES: 密钥位数是 112
IDEA: 密钥位数是 128
AES: 密钥位数是 128 或 192 或 256

1.2. 非对称加密

非对称加密的特点有:

加密和解密使用不同的密钥
公钥用于加密，私钥用于解密
适用于一对多的场景

常见算法:

1.3. Hash

哈希不是加密算法，其算法是单向的，不可逆的。

Hash 函数将任意长的报文 M 映射为定长的 Hash 码 h。
Hash 函数的目的就是要产生文件、报文或其他数据块的指纹，Hash 码也称报文摘要。
Hash 函数可提供保密性、报文认证以及数字签名功能。

1.4. 数字签名

数字签名的作用是证明当事人的身份和数据真实性的一种方式。

签名者事后不能抵赖自己的签名。
任何其他人不能伪造签名。
如果当事的双方关于签名发生争执，能够在公正的仲裁者面前通过验证签名来确认其真伪。

利用非对称加密算法，如 RSA，可以同时实现数字签名。
使用私钥生成数字签名，使用公钥解密验证。

2. Token

Token 需要具备的特性:

随机性, 不可预测, 防猜测
失效时间, 可以无感获取 (refresh)
包含信息, 可以代表用户身份
防篡改, 保证接收到的 Token 是服务端曾经发放过的
服务端必须保存些什么, 以便主动失效掉 Token

2.1. jwt-go

安装 JWT 库：使用 go get 命令安装 JWT 库:

go get -u github.com/dgrijalva/jwt-go@v3.2.0

2.1.1. 创建 token

创建一个 claims 结构体, 用来存储 token 的载荷 (payload) 信息.
claims 需要组合继承 jwt.StandardClaims, 其中包括失效时间 (ExpiresAt), Token 颁布者 (Issuer)等信息.

type claims struct {
    jwt.StandardClaims
    UserId int
}

// Structured version of Claims Section, as referenced at
// https://tools.ietf.org/html/rfc7519#section-4.1
// See examples for how to use this with your own claim types
type StandardClaims struct {
    Audience  string `json:"aud,omitempty"`
    ExpiresAt int64  `json:"exp,omitempty"`
    Id        string `json:"jti,omitempty"`
    IssuedAt  int64  `json:"iat,omitempty"`
    Issuer    string `json:"iss,omitempty"`
    NotBefore int64  `json:"nbf,omitempty"`
    Subject   string `json:"sub,omitempty"`
}

调用 jwt.NewWithClaims 初始化 Token 生成器并选择算法.

func NewWithClaims(method SigningMethod, claims Claims) *Token

除了 claims 还需要传入一个参数, SigningMethod 表示签名算法, 可选择的算法有

jwt.SigningMethodHMAC
jwt.SigningMethodRSAPSS
jwt.SigningMethodRSA
SigningMethodECDSA 这些算法里面各自还包含了 3 种哈希算法, 分别初始化了一些算法实例. 例如 SigningMethodHS256 就是使用了 HMAC-SHA256 算法:

type SigningMethodHMAC struct {
    Name string
    Hash crypto.Hash
}
// Specific instances for HS256 and company
var (
    SigningMethodHS256  *SigningMethodHMAC
    SigningMethodHS384  *SigningMethodHMAC
    SigningMethodHS512  *SigningMethodHMAC
    ErrSignatureInvalid = errors.New("signature is invalid")
)

// Implements the RSAPSS family of signing methods signing methods
type SigningMethodRSAPSS struct {
    *SigningMethodRSA
    Options *rsa.PSSOptions
}
// Specific instances for RS/PS and company
var (
    SigningMethodPS256 *SigningMethodRSAPSS
    SigningMethodPS384 *SigningMethodRSAPSS
    SigningMethodPS512 *SigningMethodRSAPSS
)

调用 jwt.SignedString 函数生成 Token.
并使用一个密钥 (key) 进行数字签名, 用于防止篡改, 保证接收到的 Token 是服务端曾经发放过的.
```
// Get the complete, signed token
func (t *Token) SignedString(key interface{}) (string, error) 
```

完整代码:

type claims struct {
	jwt.StandardClaims
	UserId int
}

func generateToken(userId int) (string, error) {
	token, err := jwt.NewWithClaims(jwt.SigningMethodHS256, claims{
		StandardClaims: jwt.StandardClaims{
			Issuer:    conf.Hostname,
			ExpiresAt: time.Now().Add(72 * time.Hour).Unix(),
		},
		UserId: userId,
	}).SignedString([]byte("密钥,请保密"))

	if err != nil {
		return "", err
	}
	return token, nil
}

2.1.2. 校验 Token

使用 jwt.ParseWithClaims 函数验证 Token, 还可以获取 claims 中的信息.
claims 用于反射获取类型, keyFunc 是获取密钥的函数,

func ParseWithClaims(tokenString string, claims Claims, keyFunc Keyfunc) (*Token, error)