本篇内容介绍了“如何使用Jwt实现单点登录”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!一、故事起源说起
本篇内容介绍了“如何使用Jwt实现单点登录”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!
一、故事起源
说起 JWT,我们先来谈一谈基于传统session认证的方案以及瓶颈。
传统session交互流程,如下图:
当浏览器向服务器发送登录请求时,验证通过之后,会将用户信息存入seesion中,然后服务器会生成一个sessionId放入cookie中,随后返回给浏览器。
当浏览器再次发送请求时,会在请求头部的cookie中放入sessionId,将请求数据一并发送给服务器。
服务器就可以再次从seesion获取用户信息,整个流程完毕!
通常在服务端会设置seesion的时长,例如 30 分钟没有活动,会将已经存放的用户信息从seesion中移除。
session.setMaxInactiveInterval(30 * 60);//30分钟没活动,自动移除
同时,在服务端也可以通过seesion来判断当前用户是否已经登录,如果为空表示没有登录,直接跳转到登录页面;如果不为空,可以从session中获取用户信息即可进行后续操作。
在单体应用中,这样的交互方式,是没啥问题的。
但是,假如应用服务器的请求量变得很大,而单台服务器能支撑的请求量是有限的,这个时候就容易出现请求变慢或者OOM。
解决的办法,要么给单台服务器增加配置,要么增加新的服务器,通过负载均衡来满足业务的需求。
如果是给单台服务器增加配置,请求量继续变大,依然无法支撑业务处理。
显而易见,增加新的服务器,可以实现无限的水平扩展。
但是增加新的服务器之后,不同的服务器之间的sessionId是不一样的,可能在A服务器上已经登录成功了,能从服务器的session中获取用户信息,但是在B服务器上却查不到session信息,此时肯定无比的尴尬,只好退出来继续登录,结果A服务器中的session因为超时失效,登录之后又被强制退出来要求重新登录,想想都挺尴尬~~
面对这种情况,几位大佬于是合起来商议,想出了一个token方案。
将各个应用程序与内存数据库Redis相连,对登录成功的用户信息进行一定的算法加密,生成的ID被称为token,将token还有用户的信息存入redis;等用户再次发起请求的时候,将token还有请求数据一并发送给服务器,服务端验证token是否存在redis中,如果存在,表示验证通过,如果不存在,告诉浏览器跳转到登录页面,流程结束。
token方案保证了服务的无状态,所有的信息都是存在分布式缓存中。基于分布式存储,这样可以水平扩展来支持高并发。
当然,现在SpringBoot还提供了session共享方案,类似token方案将session存入到redis中,在集群环境下实现一次登录之后,每个服务器都可以获取到用户信息。
二、JWT是什么
上文中,我们谈到的session还有token的方案,在集群环境下,他们都是靠第三方缓存数据库redis来实现数据的共享。
那有没有一种方案,不用缓存数据库redis来实现用户信息的共享,以达到一次登录,处处可见的效果呢?
答案肯定是有的,就是我们今天要介绍的JWT!
JWT全称JSON WEB Token,实现过程简单的说就是用户登录成功之后,将用户的信息进行加密,然后生成一个token返回给客户端,与传统的session交互没太大区别。
交互流程如下:
唯一的不同点就是:token存放了用户的基本信息,更直观一点就是将原本放入redis中的用户数据,放入到token中去了!
这样一来,客户端、服务端都可以从token中获取用户的基本信息,既然客户端可以获取,肯定是不能存放敏感信息的,因为浏览器可以直接从token获取用户信息。
JWT具体长什么样呢?
JWT是由三段信息构成的,将这三段信息文本用.链接一起就构成了JWT字符串。就像这样:
eyJhbGCiOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95ORM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ
第一部分:我们称它为头部(header),用于存放token类型和加密协议,一般都是固定的;
第二部分:我们称其为载荷(payload),用户数据就存放在里面;
第三部分:是签证(signature),主要用于服务端的验证;
1、header
JWT的头部承载两部分信息:
声明类型,这里是JWT;
声明加密的算法,通常直接使用 HMac SHA256;
完整的头部就像下面这样的jsON:
{ 'typ': 'JWT', 'alg': 'HS256' }
使用base64加密,构成了第一部分。
eyJ0eXaiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9
2、playload
载荷就是存放有效信息的地方,这些有效信息包含三个部分:
标准中注册的声明;
公共的声明;
私有的声明;
其中,标准中注册的声明 (建议但不强制使用)包括如下几个部分 :
iss: jwt签发者;
sub: jwt所面向的用户;
aud: 接收jwt的一方;
exp: jwt的过期时间,这个过期时间必须要大于签发时间;
nbf: 定义在什么时间之前,该jwt都是不可用的;
iat: jwt的签发时间;
jwt的唯一身份标识,主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击;
公共的声明部分:公共的声明可以添加任何的信息,一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息,但不建议添加敏感信息,因为该部分在客户端可解密。
私有的声明部分:私有声明是提供者和消费者所共同定义的声明,一般不建议存放敏感信息,因为base64是对称解密的,意味着该部分信息可以归类为明文信息。
定义一个payload:
{ "sub": "1234567890", "name": "John Doe", "admin": true }
然后将其进行base64加密,得到Jwt的第二部分:
eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9
3、signature
jwt的第三部分是一个签证信息,这个签证信息由三部分组成:
header (base64后的);
payload (base64后的);
secret (密钥);
这个部分需要base64加密后的header和base64加密后的payload使用.连接组成的字符串,然后通过header中声明的加密方式进行加盐secret组合加密,然后就构成了jwt的第三部分。
//javascript var encodedString = base64UrlEncode(header) + '.' + base64UrlEncode(payload); var signature = HMACSHA256(encodedString, '密钥');
加密之后,得到signature签名信息。
TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ
将这三部分用.连接成一个完整的字符串,就构成了最终的jwt:
//jwt最终格式 eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ
这个只是通过javascript实现的一个演示,JWT的签发和密钥的保存都是在服务端来完成。
secret用来进行jwt的签发和jwt的验证,所以,在任何场景都不应该流露出去。
三、实战
介绍了这么多,怎么实现呢?废话不多说,下面我们直接开撸!
<!-- jwt支持 --> <dependency> <groupId>com.auth0</groupId> <artifactId>java-jwt</artifactId> <version>3.4.0</version> </dependency>
然后,创建一个用户信息类,将会通过加密存放在token中
@Data @EqualsAndHashCode(callSuper = false) @Accessors(chain = true) public class UserToken implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; private String userId; private String userNo; private String userName; }
接着,创建一个JwtTokenUtil工具类,用于创建token、验证token
public class JwtTokenUtil { //定义token返回头部 public static final String AUTH_HEADER_KEY = "Authorization"; //token前缀 public static final String TOKEN_PREFIX = "Bearer "; //签名密钥 public static final String KEY = "q3t6w9z$C&F)J@NcQfTjWnZr4u7x"; //有效期默认为 2hour public static final Long EXPIRATION_TIME = 1000L*60*60*2; public static String createToken(String content){ return TOKEN_PREFIX + JWT.create() .withSubject(content) .withExpiresAt(new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRATION_TIME)) .sign(AlGorithm.HMAC512(KEY)); } public static String verifyToken(String token) throws Exception { try { return JWT.require(Algorithm.HMAC512(KEY)) .build() .verify(token.replace(TOKEN_PREFIX, "")) .getSubject(); } catch (TokenExpiredException e){ throw new Exception("token已失效,请重新登录",e); } catch (JWTVerificationException e) { throw new Exception("token验证失败!",e); } } }
编写配置类,允许跨域,并且创建一个权限拦截器
@Slf4j @Configuration public class GlobalWebmvcConfig implements WebMvcConfigurer { @Override public void addCorsMappings(CorsReGIStry registry) { // 添加映射路径 registry.addMapping(" @Override public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) { //添加权限拦截器 registry.addInterceptor(new AuthenticationInterceptor()).addPathPatterns(" @JwtIgnore @RequestMapping(value = "/login", method = RequestMethod.POST, produces = {"application/json;charset=UTF-8"}) public UserVo login(@RequestBody UserDto userDto, httpservletResponse response){ //...参数合法性验证 //从数据库获取用户信息 User dbUser = userService.selectByUserNo(userDto.getUserNo); //....用户、密码验证 //创建token,并将token放在响应头 UserToken userToken = new UserToken(); BeanUtils.copyProperties(dbUser,userToken); String token = JwtTokenUtil.createToken(JSONObject.toJSONString(userToken)); response.setHeader(JwtTokenUtil.AUTH_HEADER_KEY, token); //定义返回结果 UserVo result = new UserVo(); BeanUtils.copyProperties(dbUser,result); return result; }
到这里基本就完成了!
其中AuthenticationInterceptor中用到的JwtIgnore是一个注解,用于不需要验证token的方法上,例如验证码的获取等等。
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface JwtIgnore { boolean value() default true; }
而WebContextUtil是一个线程缓存工具类,其他接口通过这个方法即可从token中获取用户信息。
public class WebContextUtil { //本地线程缓存token private static ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>(); public static void setUserToken(String content){ removeUserToken(); local.set(content); } public static UserToken getUserToken(){ if(local.get() != null){ UserToken userToken = JSONObject.parseObject(local.get() , UserToken.class); return userToken; } return null; } public static void removeUserToken(){ if(local.get() != null){ local.remove(); } } }
最后,启动项目,我们来用postman测试一下,看看头部返回结果。
我们把返回的信息提取处理,使用浏览器的base64对前两个部分进行解密。
第一部分,也就是header,结果如下:
第二部分,也就是playload,结果如下:
可以很清晰的看到,头部、载荷的信息都可以通过base64解密出来。
所以,一定别在token中存放敏感信息!
当我们需要请求其它服务接口时,只需要在请求头部headers中加入Authorization参数即可。
当权限拦截器验证通过之后,在接口方法中只需要通过WebContextUtil工具类就可以获取用户信息。
//获取用户token信息 UserToken userToken = WebContextUtil.getUserToken();
“如何使用JWT实现单点登录”的内容就介绍到这里了,感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注编程网网站,小编将为大家输出更多高质量的实用文章!
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本文标题: 如何使用JWT实现单点登录
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