单点登录
单点登录-百度百科
https://baike.baidu.com/item/%E5%8D%95%E7%82%B9%E7%99%BB%E5%BD%95/4940767?fr=aladdin
JSON Web Tokens官网 Libraries里有各种语言的推荐包
jjwt的Github网址 JWT官网里面star最多的,所以用了
jjwt官方 生成和解析的例子
前后端分离之JWT用户认证 对JWT有详细的介绍
Java安全验证之JWT实践
单点登录
(Single Sign On),简称为 SSO,是比较流行的企业业务整合的解决方案之一。SSO的定义是在多个应用系统中,用户只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统。
一、用户登录业务介绍
1. 单一服务器模式
早期单一服务器,用户认证。
使用session对象实现
- 登录成功之后,把用户数据存放到session中。
- 判断是否登录,从session获取数据,取得到可以登录,否则不允许登录。
缺点:单点性能压力,单一服务器无法扩展
2. SSO(single sign on)模式
分布式,SSO(single sign on)模式
优点 :
用户身份信息独立管理,更好的分布式管理。
可以自己扩展安全策略
缺点:
认证服务器访问压力较大。
3. Token模式
业务流程图{用户访问业务时,必须登录的流程}
优点:
无状态: token无状态,session有状态的
基于标准化: 你的API可以采用标准化的 JSON Web Token (JWT)
缺点:
占用带宽
无法在服务器端销毁
注:基于微服务开发,选择token的形式相对较多,因此使用token作为用户认证的标准
二、实现单点登录的三种方式
1.session广播机制 session复制(有几个模块复制几次,不推荐,session默认过期时间30分钟)
2.使用cookie+redis实现
2.1模块登录成功后,把数据存放到俩个地方
- redis:在key:生成唯一随机值(ip、用户id等),在value:存放用户数据信息
- cokkie:把redis里生成的key值放到cookie里面
2.2访问项目其他模块,发送请求带着cookie进行发送,获取cookie的值,拿着cookie做操作:
- 把cookie取到值,到redis进行查询,根据key查询,如果查到数据就登录
3.使用token实现
3.1在项目某个模块登录后,按照规则生成字符串,把登录之后的用户包含到生成的字符串里,并返回这个字符串
- 可以通过cookie返回
- 可以通过地址栏返回
3.2访问项目其他模块,每次访问在地址栏带着生成的字符串并获取到这个字符串,根据字符串取得用户信息。如果取得到就登录。
三、使用JWT进行跨域身份验证
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。
- 验证服务器后,相关数据(如用户角色,登录时间等)将保存在当前会话中。
- 服务器向用户返回session_id,session信息都会写入到用户的Cookie。
- 用户的每个后续请求都将通过在Cookie中取出session_id传给服务器。
- 服务器收到session_id并对比之前保存的数据,确认用户的身份。
这种模式最大的问题是,没有分布式架构,无法支持横向扩展。
2.解决方案
- session广播
- 将透明令牌存入cookie,将用户身份信息存入redis
另外一种灵活的解决方案:
使用自包含令牌,通过客户端保存数据,而服务器不保存会话数据。 JWT是这种解决方案的代表。
四、JWT令牌
1.JWT
- token是按照一定规则生成字符串,保护用户信息等。
- 规则是怎么样的,不一定。
- 一般采用通用的规则,官方推荐JWT。JWT给我们规定好了规则,使用JWT规则生成字符串,包含用户信息。
2.访问令牌的类型
3.JWT的组成
JWT生成字符串包含三部分:
3.1第一部分JWT头信息
JWT头部分是一个描述JWT元数据的JSON对象,通常如下所示。
{ "alg": "HS256", "typ": "JWT" }
在上面的代码中,alg属性表示签名使用的算法,默认为HMAC SHA256(写为HS256);typ属性表示令牌的类型,JWT令牌统一写为JWT。最后,使用Base64 URL算法将上述JSON对象转换为字符串保存。
3.2第二部分有效载荷,包含主题信息(用户信息)
有效载荷部分,是JWT的主体内容部分,也是一个JSON对象,包含需要传递的数据。 JWT指定七个默认字段供选择。
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
除以上默认字段外,我们还可以自定义私有字段,如下例:
{ "sub": "1234567890", "name": "Helen", "admin": true }
请注意,默认情况下JWT是未加密的,任何人都可以解读其内容,因此不要构建隐私信息字段,存放保密信息,以防止信息泄露。
JSON对象也使用Base64 URL算法转换为字符串保存。
3.3第三部分签名哈希(防伪标志)
签名哈希部分是对上面两部分数据签名,通过指定的算法生成哈希,以确保数据不会被篡改。
首先,需要指定一个密码(secret)。该密码仅仅为保存在服务器中,并且不能向用户公开。然后,使用标头中指定的签名算法(默认情况下为HMAC SHA256)根据以下公式生成签名。
HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(claims), secret)
在计算出签名哈希后,JWT头,有效载荷和签名哈希的三个部分组合成一个字符串,每个部分用"."分隔,就构成整个JWT对象。
3.4Base64URL算法
如前所述,JWT头和有效载荷序列化的算法都用到了Base64URL。该算法和常见Base64算法类似,稍有差别。
作为令牌的JWT可以放在URL中(例如api.example/?token=xxx)。 Base64中用的三个字符是"+","/"和"=",由于在URL中有特殊含义,因此Base64URL中对他们做了替换:"="去掉,"+"用"-"替换,"/"用"_"替换,这就是Base64URL算法。
4.JWT的原则
JWT的原则是在服务器身份验证之后,将生成一个JSON对象并将其发送回用户,如下所示。
{ "sub": "1234567890", "name": "Helen", "admin": true }
之后,当用户与服务器通信时,客户在请求中发回JSON对象。服务器仅依赖于这个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。
服务器不保存任何会话数据,即服务器变为无状态,使其更容易扩展。
5.JWT的用法
客户端接收服务器返回的JWT,将其存储在Cookie或localStorage中。
此后,客户端将在与服务器交互中都会带JWT。如果将它存储在Cookie中,就可以自动发送,但是不会跨域,因此一般是将它放入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。
6.JWT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。
7.整合JWT令牌
pom文件添加依赖
<dependencies> <!-- JWT--> <dependency> <groupId>io.jsonwebtoken</groupId> <artifactId>jjwt</artifactId> </dependency> </dependencies>
创建JWT工具类
package com.stu.commonutils; 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 */ public class JwtUtils { public static final long EXPIRE = 1000 * 60 * 60 * 24;//token过期时间 public static final String APP_SECRET = "ukc8BDbRigUDaY6pZFfWus2jZWLPHO";//秘钥,加密操作 //生成token字符串 public static String getJwtToken(String id, String nickname){ String JwtToken = Jwts.builder() //设置头信息 .setHeaderParam("typ", "JWT") .setHeaderParam("alg", "HS256") //设置token过期时间 .setSubject("guli-user") .setIssuedAt(new Date()) .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRE)) //设置token主题部分,储存用户信息 .claim("id", id) .claim("nickname", nickname) //token生成签名 .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"); } }
jwt异常
JwtException 总异常
ClaimJwtException 获取Claim异常
ExpiredJwtException token过期异常
IncorrectClaimException token无效
MalformedJwtException 密钥验证不一致
MissingClaimException JWT无效
RequiredTypeException 必要类型异常
SignatureException 签名异常
UnsupportedJwtException 不支持JWT异常