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JWT(Json Web Token)实现无状态登录

晚熟的猫 2022-02-28 阅读 69

1.1.什么是有状态?

有状态服务,即服务端需要记录每次会话的客户端信息,从而识别客户端身份,根据用户身份进行请求的处理,典型的设计如tomcat中的session。

例如登录:用户登录后,我们把登录者的信息保存在服务端session中,并且给用户一个cookie值,记录对应的session。然后下次请求,用户携带cookie值来,我们就能识别到对应session,从而找到用户的信息。

缺点是什么?

  • 服务端保存大量数据,增加服务端压力
  • 服务端保存用户状态,无法进行水平扩展
  • 客户端请求依赖服务端,多次请求必须访问同一台服务器

1.2.什么是无状态

微服务集群中的每个服务,对外提供的都是Rest风格的接口。而Rest风格的一个最重要的规范就是:服务的无状态性,即:

  • 服务端不保存任何客户端请求者信息
  • 客户端的每次请求必须具备自描述信息,通过这些信息识别客户端身份

带来的好处是什么呢?

生成的数据格式:token==个人证件 jwt=个人身份证

因为JWT签发的token中已经包含了用户的身份信息,并且每次请求都会携带,这样服务的就无需保存用户信息,甚至无需去数据库查询,完全符合了Rest的无状态规范。

  • 客户端请求不依赖服务端的信息,任何多次请求不需要必须访问到同一台服务
  • 服务端的集群和状态对客户端透明
  • 服务端可以任意的迁移和伸缩
  • 减小服务端存储压力

    1.3.如何实现无状态

    无状态登录的流程:

  • 当客户端第一次请求服务时,服务端对用户进行信息认证(登录)
  • 认证通过,将用户信息进行加密形成token,返回给客户端,作为登录凭证
  • 以后每次请求,客户端都携带认证的token
  • 服务的对token进行解密,判断是否有效。
  • 流程图:
  • 整个登录过程中,最关键的点是什么?

    token的安全性

    token是识别客户端身份的唯一标示,如果加密不够严密,被人伪造那就完蛋了。

    采用何种方式加密才是安全可靠的呢?

    我们将采用JWT + RSA非对称加密

  • 1.4.JWT

    1.4.1.简介

    JWT,全称是Json Web Token, 是JSON风格轻量级的授权和身份认证规范,可实现无状态、分布式的Web应用授权;官网:https://jwt.io

  • 1.4.2.数据格式

    JWT包含三部分数据:

  • Header:头部,通常头部有两部分信息:

    • 声明类型,这里是JWT

    我们会对头部进行base64编码,得到第一部分数据

  • Payload:载荷,就是有效数据,一般包含下面信息:

    • 用户身份信息(注意,这里因为采用base64编码,可解码,因此不要存放敏感信息)
    • 注册声明:如token的签发时间,过期时间,签发人等

    这部分也会采用base64编码,得到第二部分数据

  • Signature:签名,是整个数据的认证信息。一般根据前两步的数据,再加上服务的的密钥(secret)(不要泄漏,最好周期性更换),通过加密算法生成。用于验证整个数据完整和可靠性

  • 交互流程:

  • 1、用户登录

  • 2、服务的认证,通过后根据secret生成token
  • 3、将生成的token返回给浏览器
  • 4、用户每次请求携带token
  • 5、服务端利用公钥解读jwt签名,判断签名有效后,从Payload中获取用户信息
  • 6、处理请求,返回响应结果
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