JSON Web Tokens（JWT）是一种基于 JSON 的安全令牌，用于在不同系统之间传递信息。在前端开发中，JWT 被广泛使用来完成用户身份验证和授权。Express.js 是一个流行的 Node.js 框架，它提供了方便的中间件来处理 JWT。在本文中，我们将探讨如何在 Express.js 中使用 JWT 完成身份验证，包括 JWT 的基础知识、在 Express.js 中使用 JWT 的步骤，以及一些实用的示例代码。
JWT 基础知识
在开始使用 JWT 之前，我们需要先了解一些基础知识。JWT 由三部分组成：Header、Payload 和 Signature。它们用一个点号（.）连接在一起组成一个完整的 JWT。
Header
Header 部分通常由两部分组成：令牌类型（typ）和算法（alg）。令牌类型指定为 JWT，算法指定为用于签名 JWT 的 HMAC、RSA 等算法。
比如，以下是一个 JWT 的 Header 示例：
{
"alg": "HS256",
"typ": "JWT"
}Payload
在 JWT 的 Payload 中包含了一些关键的数据，比如用户 ID、权限信息等。Payload 可以包含任意数量的键值对，并且可以任意扩展。
比如，以下是一个 JWT 的 Payload 示例：
{
"sub": "1234567890",
"name": "John Doe",
"iat": 1516239022
}在这个例子中，Payload 中包含了用户的 ID（sub）、用户的名字（name）以及 JWT 的签发时间（iat）。
Signature
Signature 是使用转换后的 Header 和 Payload 进行签名的字符串。使用 Signature 可以确保 JWT 没有被篡改，同时也可以防止未授权的伪造 Token。
比如，以下是一个 JWT 的 Signature 示例：
HMACSHA256( base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret)
其中，secret 是用于生成签名的密钥，这个密钥只有服务器才知道。
在 Express.js 中使用 JWT 的步骤
1. 安装 JWT 库
在使用 JWT 之前，我们需要先安装一个 Node.js 的 JWT 库。比较流行的库有 jsonwebtoken 和 node-jwt-simple，我们可以通过 npm 来安装：
npm install jsonwebtoken
2. 创建 JWT
在 Express.js 中，我们可以通过使用 jsonwebtoken 库来创建 JWT。以下是一个示例代码：
const jwt = require('jsonwebtoken');
const payload = {userId: 12345};
const secretKey = 'secret123';
const token = jwt.sign(payload, secretKey, {expiresIn: '1h'});
console.log(token);在这个示例中，我们使用 jwt.sign 方法创建了一个 JWT。该方法接受三个参数：
- payload：JWT 的 Payload 数据；
- secretKey：用于签名的秘钥；
- options：一些选项，比如过期时间等。
3. 验证 JWT
在 Express.js 中，我们可以使用中间件来验证 JWT。以下是一个示例代码：
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---在这个示例中，我们使用了 Express.js 的中间件来验证 JWT。在每个请求中，我们首先检查 Authorization 头是否包含了 Token。如果没有 Token，我们就返回一个 401 的未授权错误；否则，我们使用 jwt.verify 验证 Token。如果 Token 验证通过，我们将解码后的数据存储在 req.user 中，并通过 next() 继续处理请求；否则，我们返回一个 401 的非法 Token 错误。
实用示例代码
生成 JWT
const jwt = require('jsonwebtoken');
const payload = {userId: 12345};
const secretKey = 'secret123';
const token = jwt.sign(payload, secretKey, {expiresIn: '1h'});
console.log(token);验证 JWT
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---总结
本文介绍了 JWT 的基础知识，以及如何在 Express.js 中使用 JWT 完成身份验证。在实际开发中，我们可以使用 JWT 快速地搭建一个安全的身份验证系统。希望这篇文章对大家有帮助。
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