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Spring Boot整合JWT 实现双Token机制

article 2025/3/19 2:28:08

1. JWT核心概念解析

1.1 Token的三重使命

身份凭证：替代Session实现无状态认证
信息载体：存储用户基础信息（如userid、roles）
安全屏障：数字签名防止数据篡改

1.2 JWT结构示例

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

Payload
{
  "sub": "123456",
  "name": "John",
  "iat": 1516239022
}

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

2. Spring Boot整合步骤

2.1 基础环境搭建

依赖配置：

<!-- pom.xml -->
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>0.9.1</version>
</dependency>

配置文件：

# application.yml
jwt:
  secret: your-256-bit-encryption-key
  expiration: 7200 # 2小时
  header: Authorization

2.2 Token生成与解析

工具类实现：

@Component
public class JwtUtils {
    // 注入配置参数
    @Value("${jwt.secret}")
    private String secret;
    
    // 生成Token
    public String generateToken(UserDetails user) {
        return Jwts.builder()
                .setSubject(user.getUsername())
                .claim("roles", user.getAuthorities())
                .setIssuedAt(new Date())
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + expiration * 1000))
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, secret)
                .compact();
    }

    // 解析Token
    public Claims parseToken(String token) {
        return Jwts.parser()
                .setSigningKey(secret)
                .parseClaimsJws(token)
                .getBody();
    }
}

2.3 拦截器实现

认证拦截器：

public class JwtInterceptor implements HandlerInterceptor {
    
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, 
                           HttpServletResponse response, 
                           Object handler) {
        // 1. 检查白名单路径
        if (isWhiteList(request.getRequestURI())) {
            return true;
        }
        
        // 2. 获取并验证Token
        String token = request.getHeader(jwtProperties.getHeader());
        if (!jwtUtils.validateToken(token)) {
            throw new UnauthorizedException("无效的访问凭证");
        }
        
        // 3. 注入用户信息
        Claims claims = jwtUtils.parseToken(token);
        request.setAttribute("userId", claims.getSubject());
        return true;
    }
    
    private boolean isWhiteList(String uri) {
        return Arrays.asList("/api/login", "/api/refresh").contains(uri);
    }
}

注册拦截器：

@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
    
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(jwtInterceptor())
                .addPathPatterns("/api/**")
                .excludePathPatterns("/api/auth/**");
    }
}

3. 企业级增强方案

3.1 双Token刷新机制

流程图解：

刷新接口实现：

@PostMapping("/refresh")
public Result refreshToken(@RequestParam String refreshToken) {
    if (redisTemplate.hasKey(refreshToken)) {
        String username = redisTemplate.opsForValue().get(refreshToken);
        UserDetails user = userService.loadUserByUsername(username);
        String newAccessToken = jwtUtils.generateToken(user);
        return Result.ok().data("accessToken", newAccessToken);
    }
    throw new BusinessException(600, "刷新令牌已失效");
}

3.2 安全防护策略

五层防御体系：

传输加密：强制使用HTTPS
存储安全：前端使用HttpOnly Cookie
自动续期：Access Token有效期≤2小时
黑名单：登出Token立即失效
限流控制：接口请求频率限制

黑名单实现：

@Component
public class TokenBlacklist {
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
    
    // Token加入黑名单（有效期剩余时间）
    public void addToBlacklist(String token) {
        Date expiration = jwtUtils.getExpirationFromToken(token);
        long ttl = expiration.getTime() - System.currentTimeMillis();
        redisTemplate.opsForValue().set(token, "invalid", ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
}

4. 常见问题与解决方案

问题现象	根本原因	解决方案
签名验证失败	密钥不一致或Token被篡改	统一密钥管理（配置中心）
Token突然失效	服务器时间不同步	部署NTP时间同步服务
高并发下认证超时	RSA算法性能瓶颈	切换为HS256算法
无法强制下线已登录用户	无状态特性导致	结合Redis维护短期Token黑名单