频率类-认证规则图-JWT认证

1. 什么是JWT

JWT全称为JSON Web Token，是一种用于在网络上传递声明的基于JSON格式的开放标准（RFC 7519）。JWT提供了一种简单的方法，用于在不同的系统之间安全地传递信息，其主要优点包括：

跨语言、跨平台

不需要在服务端存储会话信息

自包含（Payload包含所有必要的用户信息）

JWT由三个部分组成：Header、Payload以及Signature。其中，Header用于存储关于生成的Token的元数据信息，如算法类型；Payload用于存储需要传递的信息，以及相关约束条件，如过期时间等；Signature则是通过Header、Payload以及密钥计算出来的一串Hash值，主要用于验证Token是否在传输过程中被篡改。

2. JWT的认证流程

JWT的认证流程一般分为两个过程：用户登录以及后续的请求认证。

2.1 用户登录

用户登录成功之后，需要将JWT返回给客户端，在客户端进行存储，在每次向服务端发送请求时，将JWT放入请求头中，以供服务端进行认证。

    # JWT生成函数实现代码
    import jwt
    import datetime
    secret_key = 'mysecret'  # 用于生成Signature的密钥
    
    def create_jwt(user_id):
        # 构造Header
        headers = {
            'alg': 'HS256'
        }
        # 构造Payload
        payload = {
            'user_id': user_id,
            'exp': datetime.datetime.utcnow() + datetime.timedelta(days=1)  # 设置Token过期时间
        }
        # 生成JWT
        token = jwt.encode(payload=payload, key=secret_key, algorithm='HS256', headers=headers)
        return token

2.2 请求认证

服务端在接受到请求后，需要对请求中的JWT进行验证。验证流程如下：

解码JWT获取Header和Payload

验证Signature是否正确

验证Payload是否过期、Token是否被篡改

根据Payload中的信息，进行后续验证或授权操作

    # JWT验证函数实现代码
    import jwt
    
    def verify_jwt(token):
        try:
            payload = jwt.decode(token, key=secret_key, algorithms=['HS256'])
            # 检验Token是否过期、是否被篡改等
            # ...
            return True, payload
        except jwt.exceptions.InvalidSignatureError:
            return False, None

3. JWT的优缺点

JWT作为一种轻量级的身份验证和授权方案，具有以下一些显著的优点：

跨语言、跨平台，方便传递用户身份

自包含，避免了服务端存储Session信息的繁琐操作

具有较好的扩展性，可以通过Header和Payload传递自定义数据

当然，JWT也存在一些需要注意的缺点：

由于信息是通过Base64编码进行传递的，如果使用HTTP协议传递信息，则通信过程中信息相对不太安全

由于将用户信息编码在Token中，当用户信息发生变化（如修改密码）时，服务端需要重新生成Token，以避免旧Token被盗用

由于信息全部存在于Token中，当Payload过大时，会导致网络传输变得较慢。因此在使用JWT时需要注意Payload的大小。

4. 总结

JWT是一种轻量级的身份验证和授权方案，具有跨语言、跨平台等特点，并且在实现过程中不需要服务端存储会话信息。同时，由于其具有较好的扩展性，可以通过Header和Payload传递自定义数据，在实际应用中具有广泛的适用性。