JWT（JSON Web Token）原理详解

1. 核心结构

JWT由三部分组成，通过.连接：

• 头部（Header）
  包含元数据，通常为：

  {
    "alg": "HS256",  // 签名算法（如HMAC SHA256）
    "typ": "JWT"     // 令牌类型
  }
  

  经Base64Url编码后形成第一部分。

• 载荷（Payload）
  存储实际数据（称为"声明"），例如：

  {
    "sub": "123456",      // 主题（用户ID）
    "name": "Alice",
    "iat": 1516239022    // 签发时间戳
  }
  

  经Base64Url编码后形成第二部分。

• 签名（Signature）
  对前两部分组合的加密签名：

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

  用于验证数据完整性。

完整JWT格式：
Header.Payload.Signature
示例：eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTYiLCJuYW1lIjoiQWxpY2UiLCJpYXQiOjE1MTYyMzkwMjJ9.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

2. 工作流程

graph LR
A[客户端登录] --> B[服务器验证身份]
B --> C[生成JWT]
C --> D[返回JWT给客户端]
D --> E[客户端存储JWT<br>（如LocalStorage）]
E --> F[后续请求携带JWT]
F --> G[服务器验证签名<br>并读取Payload]
G --> H[授权访问资源]

3. 签名验证原理

服务器通过以下步骤验证：

1. 用相同算法（如HS256）和密钥重新计算签名
2. 对比客户端提交的签名与计算值
3. 若匹配，则证明：
   • 数据未被篡改（$${\text{签名}}_{\text{新}}\equiv {\text{签名}}_{\text{原}}$$）
   • 载荷信息可信

4. 关键特性

• 无状态性：服务器无需存储会话信息
• 自包含性：所有必要数据都在令牌中
• 跨域支持：适用于API和微服务架构
• 安全性依赖：签名密钥的保密性（若泄露则令牌可伪造）

5. 代码示例（生成JWT）

import jwt
from datetime import datetime, timedelta

secret_key = "your_secret_key"  # 必须严格保密

# 构建Payload
payload = {
    "user_id": "123",
    "exp": datetime.utcnow() + timedelta(hours=1)  # 1小时后过期
}

# 生成JWT
token = jwt.encode(payload, secret_key, algorithm="HS256")
print("JWT:", token)

注意：实际应用中需：

1. 使用强密码学算法（如RS256）
2. 设置合理过期时间（exp声明）
3. 通过HTTPS传输防止截获
4. 敏感数据避免存入Payload（因Base64可解码）
   提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、pandas是什么？

示例：pandas 是基于NumPy 的一种工具，该工具是为了解决数据分析任务而创建的。

二、使用步骤

1.引入库

代码如下（示例）：

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import warnings
warnings.filterwarnings('ignore')
import  ssl
ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context

2.读入数据

代码如下（示例）：

data = pd.read_csv(
    'https://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1283/adult.data.csv')
print(data.head())

该处使用的url网络请求的数据。

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总结

提示：这里对文章进行总结：
例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。