用户登录业务介绍
1. 传统用户身份验证
Internet服务无法与用户身份验证分开。一般过程如下:
- 用户向服务器发送用户名和密码。
- 服务器验证以后,相关的数据(用户角色,登陆时间等)将会保存在当前会话中。
- 服务器向用户返回session_id,session信息会存入到用户的cookie。
- 用户后续的每次请求都从cookie中取出session_id传递给服务器。
- 服务器收到session_id并对比之前的数据,验证用户的身份。
这种模式最大的问题就是没有分布式架构,无法支持横向扩展!
2. 解决方案
2.1 session广播
2.2 将透明令牌存入到cookie,将用户的信息存入到redis中。
另外还有一种灵活的解决方案( 使用token技术)
使用自包含令牌,在客户端保存数据,而服务端不保存数据。JWT就是这种解决方案的代表
3. JWT令牌机制
3.1 访问令牌的类型
3.2 JWT的组成
典型的,一个JWT看起来如下图:
该对象为一个很长的字符串,字符串通过三个“.”被分割为三个子串。
每个子串包含了一个功能块。总共有一下三个部分:JWT头,有效载荷,签名。
JWT头
JWT头是一个描述JWT元数据的JSON对象,通常如下所示
{
"alg": "HS256",
"typ": "JWT"
}
复制代码
其中alg属性表示签名所使用的算法,默认是HS256; typ属性表示令牌的类型,JWT令牌统一表示为JWT。最后,使用Base64URL算法将上述JSON对象转换为字符串进行保存。
有效载荷
有效载荷部分是JWT的主题内容部分,也是一个JSON对象,包含了需要传递的数据。JWT默认指定七个字段供选择。
iss:发行人
exp:到期时间
sub:主题
aud:用户
nbf:在此之前不可用
iat:发布时间
jti:JWT ID用于标识该JWT
复制代码
除了以上默认的字段外,我们还可以自定义自己的私有字段。如下例
{
"sub": "1234567890",
"name": "Helen",
"admin": true
}
复制代码
请注意,默认情况下JWT是不加密的,任何人都可以解读其内容,因此不要构建隐私字段,存放保密信息,以免信息获得泄露。
JSON对象也使用Base64URL算法转换为字符串进行保存。
签名哈希
签名哈希是对上面两部分进行数据签名,通过制定的算法生成哈希,以确保数据不会被篡改。
首先,需要指定一个密码(secret)。该密码仅仅保存在服务器中,并且不能向用户公开。然后,使用标头中所指定的签名算法(默认为HS256)根据以下公式生成签名。
HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(claims), secret)
复制代码
在计算出签名哈希后,JWT头,有效载荷和签名哈希三个部分组成一个字符串,每一个部分用“.”分割,就构成了JWT对象。
2.4. JWT原则
JWT的原则是在服务器的身份验证以后,将生成一个JSON对象并将其返回给用户,如下所示
{
"sub": "1234567890",
"name": "Helen",
"admin": true
}
复制代码
之后,在客户端与服务器进行通信的时候,客户在请求中发回JSON对象。服务器依赖这个JSON对象来标识用户。为了防止用户篡改数据,服务器将在生成对象时添加签名。服务器不会保存任何的会话数据,即服务器变成无会话状态,使其更容易扩展。
2.5 JWT的用法
客户端在接收到服务器返回的JWT,就将其保存在Cookie或者localStoreage中。
此后,客户端的每次请求都到带上Jwt。如果将它存储在cookie中,就可以自动发送,但是不会解决跨域,因此一般是将它放入到HTTP请求的Header Authorization字段中。当跨域时,也可以将JWT被放置于POST请求的数据主体中。
2.6 jwt的问题和趋势
- JWT不仅可用于认证,还可用于信息交换。善用JWT有助于减少服务器请求数据库的次数。
- 生产的token可以包含基本信息,比如id、用户昵称、头像等信息,避免再次查库
- 存储在客户端,不占用服务端的内存资源
- JWT默认不加密,但可以加密。生成原始令牌后,可以再次对其进行加密。
- 当JWT未加密时,一些私密数据无法通过JWT传输。
- JWT的最大缺点是服务器不保存会话状态,所以在使用期间不可能取消令牌或更改令牌的权限。也就是说,一旦JWT签发,在有效期内将会一直有效。
- JWT本身包含认证信息,token是经过base64编码,所以可以解码,因此token加密前的对象不应该包含敏感信息,一旦信息泄露,任何人都可以获得令牌的所有权限。为了减少盗用,JWT的有效期不宜设置太长。对于某些重要操作,用户在使用时应该每次都进行进行身份验证。
- 为了减少盗用和窃取,JWT不建议使用HTTP协议来传输代码,而是使用加密的HTTPS协议进行传输。
springboot整合JWT
1. 导入依赖
<!-- JWT-->
<dependency>
<groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
<artifactId>jjwt</artifactId>
<version>0.7.0</version>
</dependency>
复制代码
2. 创建一个JWT的工具类
import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jws;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import org.springframework.util.StringUtils;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.util.Date;
/**
* @author 吕建友
* @since 2021/4/12
*/
public class JwtUtils {
public static final long EXPIRE = 1000 * 60 * 60 * 24; //token过期时间
public static final String APP_SECRET = "ukc8BDbRigUDaY6pZFfWus2jZWLPHO"; //加密所需的秘钥
public static String getJwtToken(String id, String nickname){
String JwtToken = Jwts.builder()
//固定的模式
.setHeaderParam("typ", "JWT")
.setHeaderParam("alg", "HS256")
.setSubject("edu-online") //可以修改
.setIssuedAt(new Date()) //设置计时开始时间
.setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRE)) //设置过期时间
//***********需要一起加密进去的用户数据,可以多次添加***************
.claim("id", id)
.claim("nickname", nickname)
.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, APP_SECRET)
.compact();
return JwtToken;
}
/**
* 判断token是否存在与有效
* @param jwtToken
* @return
*/
public static boolean checkToken(String jwtToken) {
if(StringUtils.isEmpty(jwtToken)) return false;
try {
Jwts.parser().setSigningKey(APP_SECRET).parseClaimsJws(jwtToken);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
return true;
}
/**
* 判断token是否存在与有效
* @param request
* @return
*/
public static boolean checkToken(HttpServletRequest request) {
try {
String jwtToken = request.getHeader("token");
if(StringUtils.isEmpty(jwtToken)) return false;
Jwts.parser().setSigningKey(APP_SECRET).parseClaimsJws(jwtToken);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
return true;
}
/**
* 根据token获取会员id
* @param request
* @return
*/
public static String getMemberIdByJwtToken(HttpServletRequest request) {
String jwtToken = request.getHeader("token");
if(StringUtils.isEmpty(jwtToken)) return "";
Jws<Claims> claimsJws = Jwts.parser().setSigningKey(APP_SECRET).parseClaimsJws(jwtToken);
Claims claims = claimsJws.getBody();
return (String)claims.get("id");
}
}
复制代码
现在我们就可以进行使用了!超级方便。
本篇文章借鉴了尚硅谷谷粒学院老师上课的笔记,十分感谢!
近期评论