前端面试-网络-加密、Token、JWT一、加密算法的分类 1.1 对称加密使用相同的密钥在对称加密中，公钥和私钥的

一、加密算法的分类

1.1 对称加密

使用相同的密钥
- 在对称加密中，公钥和私钥的一样的，即使用相同的密钥进行加密解密
加密速度快
- 对称加密算法通常比非对称加密算法快，因为使用了相同的密钥
安全传输问题
- 因为公钥和私钥是一样的，在网络通信过程中传递密钥，如果被拦截，通信的安全将受到威胁
常见的算法
- DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC5等

1.2 非对称加密

使用一对公钥和私钥进行加密解密
- 公钥和私钥的不一样的
- 一般在客户端使用公钥对账号密码进行加密，然后传递给后端，后端通过私钥进行解密
公钥可以分发，安全性有保障
- 使用公钥加密的数据，只能通过对应的私钥才能解密，即在网络通信过程中被拦截，也无法解密获取数据
加密速度相对于对称算法来说比较慢
常见的算法
- RSA、DSA、Rabin、ECC、D-H等

1.3 摘要算法

摘要算法又称哈希/散列算法，它是通过一个函数，把任意长度的数据转换为一个长度固定的数据串（通常采用16进制的字符串表示），算法不可逆。
虽然算法不可逆，但存在碰撞的可能，即相同的数据加密后产生的数据串是一样的，即网络中采用的暴力破解法来破解摘要算法。

二、Token

token(令牌)是一种用于身份认证和授权的字符串，它在客户端和服务器之间传递，用于标识身份和访问权限，token本身一般会包含用户的一些身份信息、token的有效期等数据，用于校验token的合法性和有效性

认证
- 当用户输入账号密码后，后端会生成一个token，并将其发给客户端，用于表明身份
授权
- token还可以用于授权，即某些资源的访问的权限，在某些情况下，token可能会包含某些权限/角色的信息
无状态
- token认证是无状态的，即服务器不会在自身存储用户的登录状态
- 用户的每个请求都包含token，服务器通过校验token来进行身份验证

三、JWT

3.1 JWT组成

JWT(JSON WEB TOKEN)是一种常见的token格式，它是一种轻量级的、自包含的方式来表示信息。

JWT通常包含一些标准的声明
- 令牌的颁发者
- 过期时间
- 自定义的声明
  - 用户的ID、角色等
JWT由三部分组成
- 头部（header）
  - 令牌头部，记录了整个令牌的类型和签名算法
- 载荷（payload）
  - 令牌载荷，记录了保存的用户主体信息，如你要保存的用户信息可以放在这里
- 签名（signature）
  - 令牌签名，按照头部固定的签名算法对整个令牌进行签名，该签名的作用是：保证令牌不被伪造和篡改

它们组合而成的完整格式：header.payload.signature

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJmb28iOiJiYXIiLCJpYXQiOjE1ODc1NDgyMTV9.BCwUy3jnUQ_E6TqCayc7rCHkx-vxxdagUwPOWqwYCFc

3.2 header

header是令牌头部，记录了整个令牌的类型和签名算法，它的格式为一个json对象

alg：signature部分使用的签名算法，通常可以取两个值
- HS256：对称算法
- RS256：非对称算法
typ：整个令牌的类型，固定写JWT即可

{
    "alg":"HS256",
    "typ":"JWT"
}

设置好header后，就可以生成header部分，具体的生成方式，就是把header部分使用base64 url编码即可

base64 url不是一个加密算法，而是一种编码方式，它是在base64算法的基础上对+、=、/三个字符做出特殊处理的算法

浏览器提供了btoa函数

const header = window.btoa(JSON.stringify({
    "alg":"HS256",
    "typ":"JWT"
}))
// 得到：eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

同理通过atob函数解码

window.atob(header)
// 得到：{"alg":"HS256","typ":"JWT"}

3.3 payload

这部分是JWT的主体信息，它为json对象

ss：发行该jwt的是谁，可以写公司名字，也可以写服务名称
iat：该jwt的发放时间，通常写当前时间的时间戳
exp：该jwt的到期时间，通常写时间戳
sub：该jwt是用于干嘛的
aud：该jwt是发放给哪个终端的，可以是终端类型，也可以是用户名称，随意一点
nbf：一个时间点，在该时间点到达之前，这个令牌是不可用的
jti：jwt的唯一编号，设置此项的目的，主要是为了防止重放攻击（重放攻击是在某些场景下，用户使用之前的令牌发送到服务器，被服务器正确的识别，从而导致不可预期的行为发生）

{
  "ss"："发行者",
  "iat"："发布时间",
  "exp"："到期时间",
  "sub"："主题",
  "aud"："听众",
  "nbf"："在此之前不可用",
  "jti"："JWT ID"
}

与header一样，payload也是通过base64 url 进行编码转换的

3.4 signature

这一部分是jwt的签名，这部分的生成，是对前面两个部分的编码结果，按照头部指定的方式进行加密比如：头部指定的加密方法是HS256，前面两部分的编码结果是eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJmb28iOiJiYXIiLCJpYXQiOjE1ODc1NDgyMTV9

则第三部分就是用对称加密算法HS256对字符串eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJmb28iOiJiYXIiLCJpYXQiOjE1ODc1NDgyMTV9进行加密，当然你得指定一个秘钥，比如shhhhh

HS256(`eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJmb28iOiJiYXIiLCJpYXQiOjE1ODc1NDgyMTV9`, "shhhhh")
// 得到：BCwUy3jnUQ_E6TqCayc7rCHkx-vxxdagUwPOWqwYCFc

最终，将三部分组合在一起，就得到了完整的jwt

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJmb28iOiJiYXIiLCJpYXQiOjE1ODc1NDgyMTV9.BCwUy3jnUQ_E6TqCayc7rCHkx-vxxdagUwPOWqwYCFc

由于签名使用的秘钥保存在服务器，这样一来，客户端就无法伪造出签名，因为它拿不到秘钥。

换句话说，之所以说无法伪造jwt，就是因为第三部分的存在。

而前面两部分并没有加密，只是一个编码结果而已，可以认为几乎是明文传输

这不会造成太大的问题，因为既然用户登陆成功了，它当然有权力查看自己的用户信息

甚至在某些网站，用户的基本信息可以被任何人查看

你要保证的，是不要把敏感的信息存放到jwt中，比如密码

3.5 面试阐述JWT的令牌格式

token分为三个部分，分别为header、payload、signature 其中header为头部令牌，记录了token的类型和签名算法；payload为主体信息，包含令牌的过期时间、发布时间、发行者、主体内容等；signature为令牌签名，是根据前面两部分进行加密后得到的结果 token有防篡改的特点，如果攻击者改动了前面两个部分，会导致和第三个部分对应不上，使得token失效，而攻击者不知道第三部分的加密密钥，因此又无法修改第三部分的值所以在密钥不泄露的前提下，一个验证通过的token是值得被信任的

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