JWT原理

    科技2022-09-03  109

    文章目录

    1. COOKIE 使用和优缺点1.1 cookie 原理:`用户名+密码`1.2 session 使用原理1.3 session 使用缺点1.4 常用解决session方法 2. JWT介绍2.1 jwt原则2.2 JWT的数据结构2.3 jwt核心2.4 jwt特点分析

    1. COOKIE 使用和优缺点


    1.1 cookie 原理:用户名+密码


    cookie是保存再用户浏览器端,用户名和密码等明文信息

    1.2 session 使用原理

    session是存储再服务器端的一段字符串,相当于字典的key 1.用户向服务器发送用户名和密码。2.验证服务器后,相关数据(如用户角色,登录时间等)将保存再当前会话中。3.服务器向用户放回session_id, session信息都会写入到用户的Cookie。4.用户的每个后续请求都将通过再Cookie中取出session_id传给服务器。5.服务器收到session_id并对比之前保存的数据,确认用户的身份。

    1.3 session 使用缺点


    1.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.如果使用一个服务器,该模式完全没有问题。3.但是,如果它是服务器群集或面向服务器的跨域体系结构的话,则需要一个统一的session数据库来保存会话数据实现共享。4.这样负载均衡下的每个服务器才可以正确的验证用户身份。

    1.4 常用解决session方法

    1.一种解决方案是通过持久化session数据,写入数据库或文件持久化层等。

    2.收到请求后,验证服务器从持久层请求数据。

    3.依赖于吃鸡层的数据库或者问题系统,会有单点风险,如果持久层失败,整个认证体系都会挂掉。

    第一种:没有session持久化

    没有分布式架构,无法支持横向扩展session默认存储再内存中,如果把代码部署在多台机器上,session保存到了其中某一台机器的内存中用户如果在A机器上登录,只有A机器的内存中存了这个session的key,如果请求nginx路由到B机器,B机器内存中没有这个session数据,就需要重新登录

    第二种:写入数据库或文件持久化

    解决了横向扩展问题数据库持久层出现问题,所有集群都没办法登录,单点故障如果数据放到mysql中,用户量过大,查询很慢,效率很低

    2. JWT介绍


    2.1 jwt原则


    最简单理解:jwt本质就是,‘把用户信息通过加密后生成的一个字符串’ 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 { "UserName": "Chongchong", "Role": "Admin", "Expire": "2018-08-08 20:15:56" } 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(有关详细信息,请参阅下问)。 服务器不报错任何会话数据,即服务器变问无状态,使其更容易扩展

    2.2 JWT的数据结构


    1)jwt头:jwt头部分是一个描述JWT元数据的JSON对象

    2)有效载荷:七个默认字段+自定义私有字段

    3)签名=HMACSHA256(base64UrlEncode(header)+"."base64UrlEncode(payload), secret)

    第一部分:JWT头

    base64UrlEncode(header) —> 字符串 # JWT头部是一个描述JWT元数据的JSON对象,通常如下所示。 { "alg": "HS256", "typ": "JWT" } # 1)alg属性表示签名使用的算法,默认为HMAC SHA256(写为HS256): # 2)typ属性表示令牌的类型,JWT令牌统一写为JWT。 # 3)最后,使用Base64 URL算法将上述JSON对象转换为字符串保存。

    第二部分:有效载荷没有敏感数据的用户信息

    base64UrlEncode(payload) —> 字符串 # 1. 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指定七个默认字段提供选择。 ''' 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 ''' # 2. 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": "chongchong", "admin": true } # 3. 注意 默认情况下JWT是未加密的,任何人都可以解读其内容,隐藏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。

    第三部分:签名哈希

    签名 = HMACSHA256(base64UrlEncode(header) +"." base64UrlEncode(payload), secret) # 1. 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。 # 2. 首先,需要指定一个密码(secret),该密码仅仅为保存在服务器中,并且不能向用户工开。 # 3. 然后,使用标头中指定的签名算法(默认情况下为HMACSHA256)根据以下公式生成签名。 # 4. HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret) # 5. 在计算除签名哈希后,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。

    2.3 jwt核心


    1)给用户颁发的token值相当于一把锁,服务器端的密钥相当于一把要是2)每次客户端请求都会携带这把锁,服务器端用密钥去开这把锁,如果无法打开就证明是伪造的

    2.4 jwt特点分析


    1.JWT的做大缺点是服务器不报错会话状态,所有在使用期间不可能取消令牌或更改令牌的权限,一旦JWT签发,在有效期内将会一致有效。2.JWT本身包含认证信息,隐藏一旦信息泄露,任何人都可以获得令牌的所有权限。3.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。4.JWT不仅可用于认证,还可用信息交互,善用JWT有助于检索服务器请求数据库的次数。
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