php 后端实现JWT认证方法

摘要：基于的身份验证可以替代传统的身份验证方法。例如可自定义示例如下该的签发者签发时间过期时间该时间之前不接收处理该面向的用户该唯一标识部分对应的签名为最终得到的的为说明对和进行编码后进行拼接。

JWT是json web token缩写。它将用户信息加密到token里，服务器不保存任何用户信息。服务器通过使用保存的密钥验证token的正确性，只要正确即通过验证。基于token的身份验证可以替代传统的cookie+session身份验证方法。
JWT由三个部分组成：header.payload.signature

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

对应base64UrlEncode编码为：eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9
说明：该字段为json格式。alg字段指定了生成signature的算法，默认值为HS256，typ默认值为JWT

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "iat": 1516239022
}

对应base64UrlEncode编码为：eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ
说明：该字段为json格式，表明用户身份的数据，可以自己自定义字段，很灵活。sub 面向的用户，name 姓名 ,iat 签发时间。例如可自定义示例如下：

{
    "iss": "admin",          //该JWT的签发者
    "iat": 1535967430,        //签发时间
    "exp": 1535974630,        //过期时间
    "nbf": 1535967430,         //该时间之前不接收处理该Token
    "sub": "www.admin.com",   //面向的用户
    "jti": "9f10e796726e332cec401c569969e13e"   //该Token唯一标识
}

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." +
  base64UrlEncode(payload),
  123456
) 

对应的签名为：keH6T3x1z7mmhKL1T3r9sQdAxxdzB6siemGMr_6ZOwU

最终得到的JWT的json为(header.payload.signature)：eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.keH6T3x1z7mmhKL1T3r9sQdAxxdzB6siemGMr_6ZOwU
说明：对header和payload进行base64UrlEncode编码后进行拼接。通过key（这里是123456）进行HS256算法签名。

初次登录：用户初次登录，输入用户名密码

密码验证：服务器从数据库取出用户名和密码进行验证

生成JWT：服务器端验证通过，根据从数据库返回的信息，以及预设规则，生成JWT

返还JWT：服务器的HTTP RESPONSE中将JWT返还

带JWT的请求：以后客户端发起请求，HTTP REQUEST

HEADER中的Authorizatio字段都要有值，为JWT

服务器验证JWT

作者使用的是PHP 7.0.31，不废话，直接上代码，新建jwt.php，复制粘贴如下：

"HS256", //生成signature的算法
        "typ"=>"JWT"    //类型
    );

    //使用HMAC生成信息摘要时所使用的密钥
    private static $key="123456";


    /**
     * 获取jwt token
     * @param array $payload jwt载荷   格式如下非必须
     * [
     *  "iss"=>"jwt_admin",  //该JWT的签发者
     *  "iat"=>time(),  //签发时间
     *  "exp"=>time()+7200,  //过期时间
     *  "nbf"=>time()+60,  //该时间之前不接收处理该Token
     *  "sub"=>"www.admin.com",  //面向的用户
     *  "jti"=>md5(uniqid("JWT").time())  //该Token唯一标识
     * ]
     * @return bool|string
     */
    public static function getToken(array $payload)
    {
        if(is_array($payload))
        {
            $base64header=self::base64UrlEncode(json_encode(self::$header,JSON_UNESCAPED_UNICODE));
            $base64payload=self::base64UrlEncode(json_encode($payload,JSON_UNESCAPED_UNICODE));
            $token=$base64header.".".$base64payload.".".self::signature($base64header.".".$base64payload,self::$key,self::$header["alg"]);
            return $token;
        }else{
            return false;
        }
    }


    /**
     * 验证token是否有效,默认验证exp,nbf,iat时间
     * @param string $Token 需要验证的token
     * @return bool|string
     */
    public static function verifyToken(string $Token)
    {
        $tokens = explode(".", $Token);
        if (count($tokens) != 3)
            return false;

        list($base64header, $base64payload, $sign) = $tokens;

        //获取jwt算法
        $base64decodeheader = json_decode(self::base64UrlDecode($base64header), JSON_OBJECT_AS_ARRAY);
        if (empty($base64decodeheader["alg"]))
            return false;

        //签名验证
        if (self::signature($base64header . "." . $base64payload, self::$key, $base64decodeheader["alg"]) !== $sign)
            return false;

        $payload = json_decode(self::base64UrlDecode($base64payload), JSON_OBJECT_AS_ARRAY);

        //签发时间大于当前服务器时间验证失败
        if (isset($payload["iat"]) && $payload["iat"] > time())
            return false;

        //过期时间小宇当前服务器时间验证失败
        if (isset($payload["exp"]) && $payload["exp"] < time())
            return false;

        //该nbf时间之前不接收处理该Token
        if (isset($payload["nbf"]) && $payload["nbf"] > time())
            return false;

        return $payload;
    }




    /**
     * base64UrlEncode   https://jwt.io/  中base64UrlEncode编码实现
     * @param string $input 需要编码的字符串
     * @return string
     */
    private static function base64UrlEncode(string $input)
    {
        return str_replace("=", "", strtr(base64_encode($input), "+/", "-_"));
    }

    /**
     * base64UrlEncode  https://jwt.io/  中base64UrlEncode解码实现
     * @param string $input 需要解码的字符串
     * @return bool|string
     */
    private static function base64UrlDecode(string $input)
    {
        $remainder = strlen($input) % 4;
        if ($remainder) {
            $addlen = 4 - $remainder;
            $input .= str_repeat("=", $addlen);
        }
        return base64_decode(strtr($input, "-_", "+/"));
    }

    /**
     * HMACSHA256签名   https://jwt.io/  中HMACSHA256签名实现
     * @param string $input 为base64UrlEncode(header).".".base64UrlEncode(payload)
     * @param string $key
     * @param string $alg   算法方式
     * @return mixed
     */
    private static function signature(string $input, string $key, string $alg = "HS256")
    {
        $alg_config=array(
            "HS256"=>"sha256"
        );
        return self::base64UrlEncode(hash_hmac($alg_config[$alg], $input, $key,true));
    }
}

    //测试和官网是否匹配begin
    $payload=array("sub"=>"1234567890","name"=>"John Doe","iat"=>1516239022);
    $jwt=new Jwt;
    $token=$jwt->getToken($payload);
    echo "
";
    echo $token;
    
    //对token进行验证签名
    $getPayload=$jwt->verifyToken($token);
    echo "

";
    var_dump($getPayload);
    echo "

";
    //测试和官网是否匹配end
    
    
    //自己使用测试begin
    $payload_test=array("iss"=>"admin","iat"=>time(),"exp"=>time()+7200,"nbf"=>time(),"sub"=>"www.admin.com","jti"=>md5(uniqid("JWT").time()));;
    $token_test=Jwt::getToken($payload_test);
    echo "
";
    echo $token_test;
    
    //对token进行验证签名
    $getPayload_test=Jwt::verifyToken($token_test);
    echo "

";
    var_dump($getPayload_test);
    echo "

";
    //自己使用时候end