在網(wǎng)絡(luò)世界中，安全是一個很重要的問題，以往的HTTP請求已經(jīng)不能承擔(dān)這個安全任務(wù)，抓包工具一抓，你的所有網(wǎng)絡(luò)請求全都曝光。當然，你可能會采用加密算法來加密數(shù)據(jù)，但是這仍然不夠。

在移動端和服務(wù)器的通信過程中，有兩種認證方式：token和session。

• Session: 每個用戶經(jīng)過我們的應(yīng)用認證之后，我們的應(yīng)用都要在服務(wù)端做一次記錄，以方便用戶下次請求的鑒別，通常而言session都是保存在數(shù)據(jù)庫和內(nèi)存中，而隨著認證用戶的增多，服務(wù)端的開銷會明顯增大。
• 擴展性: 用戶認證之后，服務(wù)端做認證記錄，如果認證的記錄被保存在內(nèi)存中的話，這意味著用戶下次請求還必須要請求在這臺服務(wù)器上,這樣才能拿到授權(quán)的資源，這樣在分布式的應(yīng)用上，相應(yīng)的限制了負載均衡器的能力。這也意味著限制了應(yīng)用的擴展能力。
• __CSRF: __因為是基于cookie來進行用戶識別的, cookie如果被截獲，用戶就會很容易受到跨站請求偽造的攻擊。CSRF攻擊是源于WEB的隱式身份驗證機制！WEB的身份驗證機制雖然可以保證一個請求是來自于某個用戶的瀏覽器，但卻無法保證該請求是用戶批準發(fā)送的！
• 基于token的鑒權(quán)機制
  基于token的鑒權(quán)機制類似于http協(xié)議也是無狀態(tài)的，它不需要在服務(wù)端去保留用戶的認證信息或者會話信息。這就意味著基于token認證機制的應(yīng)用不需要去考慮用戶在哪一臺服務(wù)器登錄了，這就為應(yīng)用的擴展提供了便利。

流程上是這樣的：

• 用戶使用用戶名密碼來請求服務(wù)器
• 服務(wù)器進行驗證用戶的信息
• 服務(wù)器通過驗證發(fā)送給用戶一個token
• 客戶端存儲token，并在每次請求時附送上這個token值
• 服務(wù)端驗證token值，并返回數(shù)據(jù)

這個token必須要在每次請求時傳遞給服務(wù)端，它應(yīng)該保存在請求頭里， 另外，服務(wù)端要支持CORS(跨來源資源共享)策略，一般我們在服務(wù)端這么做就可以了Access-Control-Allow-Origin: *。

那么我們現(xiàn)在回到JWT的主題上。

JWT是啥？

Json web token (JWT), 是為了在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境間傳遞聲明而執(zhí)行的一種基于JSON的開放標準（(RFC 7519).該token被設(shè)計為緊湊且安全的，特別適用于分布式站點的單點登錄（SSO）場景。JWT的聲明一般被用來在身份提供者和服務(wù)提供者間傳遞被認證的用戶身份信息，以便于從資源服務(wù)器獲取資源，也可以增加一些額外的其它業(yè)務(wù)邏輯所必須的聲明信息，該token也可直接被用于認證，也可被加密。

JWT長什么樣？

JWT是由三段信息構(gòu)成的，將這三段信息文本用.鏈接一起就構(gòu)成了Jwt字符串。就像這樣:

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHQiOjE0ODg1NTM3OTk5NzIsImlwIjoiMTkyLjE2OC4xMDIuMTk1IiwidGVsIjoiMTMxMjM0NTY3ODkiLCJ0eXBlIjoiMiIsImRldmljZSI6ImVjMGEwOWZhOWRiOTNjNDQ1Mzk1YzcyNmI2OTUyM2YzIiwiaWF0IjoxNDg4NTI0OTk5OTcyfQ.9rl2XwKIMnVCVVKv9GvhTify7P2xhxIITfaSX4tm_78

JWT的構(gòu)成

第一部分我們稱它為頭部（header),第二部分我們稱其為載荷（payload, 類似于飛機上承載的物品)，第三部分是簽證（signature).

Header

JWT的頭部承載兩部分信息：

聲明類型，這里是JWT
聲明加密的算法 通常直接使用 HMAC SHA256
完整的頭部就像下面這樣的JSON：

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

然后將頭部進行base64加密（該加密是可以對稱解密的),構(gòu)成了第一部分.

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

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Token的第二部分是負載，它包含了claim， Claim是一些實體（通常指的用戶）的狀態(tài)和額外的元數(shù)據(jù)，有三種類型的claim： reserved , public 和 private .

• Reserved claims: 這些claim是JWT預(yù)先定義的，在JWT中并不會強制使用它們，而是推薦使用，常用的有 iss（簽發(fā)者） , exp（過期時間戳） , sub（面向的用戶） , aud（接收方） , iat（簽發(fā)時間） 。

• Public claims：根據(jù)需要定義自己的字段，注意應(yīng)該避免沖突

• Private claims：這些是自定義的字段，可以用來在雙方之間交換信息

負載使用的例子：

{
 "iss": "ninghao.net",
"exp": "1438955445",
"name": "wanghao",
"admin": true
}

上述的負載需要經(jīng)過 Base64Url編碼后作為JWT結(jié)構(gòu)的第二部分。
eyJpc3MiOiJuaW5naGFvLm5ldCIsImV4cCI6IjE0Mzg5NTU0NDUiLCJuYW1lIjoid2FuZ2hhbyIsImFkbWluIjp0cnVlfQ 已經(jīng)將后面的等號過濾

Signature

創(chuàng)建簽名需要使用編碼后的header和payload以及一個秘鑰，使用header中指定簽名算法進行簽名。例如如果希望使用HMAC SHA256算法，那么簽名應(yīng)該使用下列方式創(chuàng)建：

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

IOS HMACSHA256加密查看地址iOS hmac(哈希)256帶密鑰的加密方法
或者更簡單的方法IOS日常筆記

簽名用于驗證消息的發(fā)送者以及消息是沒有經(jīng)過篡改的。

完整的JWT

JWT格式的輸出是以 . 分隔的三段Base64編碼，與SAML等基于XML的標準相比，JWT在HTTP和HTML環(huán)境中更容易傳遞。

下列的JWT展示了一個完整的JWT格式，它拼接了之前的Header， Payload以及秘鑰簽名： eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJpc3MiOiJuaW5naGFvLm5ldCIsImV4cCI6IjE0Mzg5NTU0NDUiLCJuYW1lIjoid2FuZ2hhbyIsImFkbWluIjp0cnVlfQ.SwyHTEx/RQppr97g4J5lKXtabJecpejuef8AqKYMAJc

如何應(yīng)用

[AFHTTPSessionManager manager].requestSerializer setValue:JWTToken forHTTPHeaderField:@"token"];
在這次demo中我用的是AFN3.0，Xcoede8。

    AFHTTPSessionManager *manager = [AFHTTPSessionManager manager];
    manager.responseSerializer = [AFHTTPResponseSerializer serializer];//服務(wù)器返回的是字符串
    NSMutableDictionary *para = [[NSMutableDictionary alloc] init];
    [para setValue:userPhoneNumber forKey:@"ac_id"];//用戶手機號
    [para setValue:dToken forKey:@"token"];//UUID    
    
    NSURLSessionDataTask *task =  [self httpRequestWithMethod:@"POST" pathUrl:USER_GET_NEW_SESSION_ID_URL parameters:para success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id  _Nullable responseObject) {
        
    NSString *resonseString = [[NSString alloc] initWithData:responseObject encoding:NSUTF8StringEncoding];//服務(wù)器給我們的是一個二進制流字符串，先將其轉(zhuǎn)化成NSString
        
    NSString *decodeStr = [RSACode decryptString:resonseString publicKey:PUBLICKEY];//服務(wù)器給我的數(shù)據(jù)經(jīng)過了RSA加密，這里用公鑰進行解密
    NSDictionary *dicObject = [RSACode dictionaryWithJsonString:decodeStr];//解密后得到的是一個字符串，將其轉(zhuǎn)換成字典
    NSMutableArray *resultJson = [dicObject objectForKey:@"result"];

    [[NSUserDefaults standardUserDefaults] setValue:[[resultJson firstObject]objectForKey:@"jwtToken"] forKey:RME_DEVICE_JWT];//通過NSUserDefaults將token進行永久化存儲
    [self.requestSerializer setValue:[[resultJson firstObject]objectForKey:@"jwtToken"] forHTTPHeaderField:@"token"];//將token放到請求頭      
  
    } failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) {

    }];

上面講完了JWT，接下來就是RSA加密。

RSA算法是目前最流行的公鑰密碼算法，它使用長度可以變化的密鑰。RSA是第一個既能用于數(shù)據(jù)加密也能用于數(shù)字簽名的算法。 RSA算法的原理如下： 1.隨機選擇兩個大質(zhì)數(shù)p和q，p不等于q，計算N=pq； 2.選擇一個大于1小于N的自然數(shù)e，e必須與(p-1)×(q-1)互素。 3.用公式計算出d：d×e = 1 (mod (p-1)×(q-1)) 。 4.銷毀p和q。 最終得到的N和e就是“公鑰”，d就是“私鑰”，發(fā)送方使用N去加密數(shù)據(jù)，接收方只有使用d才能解開數(shù)據(jù)內(nèi)容。
RSA的安全性依賴于大數(shù)分解，小于1024位的N已經(jīng)被證明是不安全的，而且由于RSA算法進行的都是大數(shù)計算，使得RSA最快的情況也比DES慢上好幾倍，這也是RSA最大的缺陷，因此它通常只能用于加密少量數(shù)據(jù)或者加密密鑰。需要注意的是，RSA算法的安全性只是一種計算安全性，絕不是無條件的安全性，這是由它的理論基礎(chǔ)決定的。因此，在實現(xiàn)RSA算法的過程中，每一步都應(yīng)盡量從安全性方面考慮。

首先通過Mac終端生成公鑰和私鑰。

2669049-82e4fa3478c1047a.png.jpeg

紅線部分是需要輸入的指令，生成的文件在當前目錄下。

openssl
genrsa -out rsa_private_key.pem 1024
pkcs8 -topk8 -inform PEM -in rsa_private_key.pem -outform PEM -nocrypt
rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem

生成了公鑰和私鑰之后，我們APP端只要持有公鑰即可，私鑰放于服務(wù)端。這樣在和服務(wù)器進行通信的時候，敏感信息服務(wù)器可以用私鑰將其加密，即使他人拿到數(shù)據(jù)也沒有用。而我們傳給服務(wù)器的數(shù)據(jù)，也可以通過公鑰去加密，由于公鑰加密的數(shù)據(jù)只有對應(yīng)的私鑰才能解開，而私鑰只有服務(wù)器才持有，這樣就保證了只有服務(wù)器才能解開加密。這樣就會使我們和服務(wù)器的通信更加安全可靠。