谷粒学院-登录业务介绍（单点登录）、整合JWT

用户登录业务介绍

1.1. 单一服务器模式

早期单一服务器，用户认证。

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。

1.2. SSO(single sign on)模式

分布式，SSO(single sign on)模式

单点登录三种常见方式：

第一种方式如果模块很多，会造成浪费资源，目前基本上不用了

单点登录三种常见方式：

session广播机制实现
简单说就是session复制。

使用cookie + redis 实现
在项目中任何一个模块进行登录，登录之后，把数据放在两个地方
（1）redis，在key：生成唯一随机值，在value：用户数据
（2）cookie，把redis里面生成key值放到cookie里面
访问项目中其他模块，发送请求带着cookie进行发送，获取cookie值，拿着cookie做事情；把cookie获取值，到redis进行查询，根据key进行查询，如果查询数据就是登陆

使用token实现
在项目某个模块进行登录，登录之后，按照规则生成字符串，把登录之后用户包含到生成字符串里面，把字符串返回
（方式1）可以把字符串通过cookie返回
（方式2）把字符串通过地址栏返回
再去访问项目其他模块，每次访问在地址栏带着生成字符串，在访问模块里面获取地址栏字符串，根据字符串获取用户信息。如果可以获取到，就是登录

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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。

『JWT』，你必须了解的认证登录方案 - 风的姿态 - 博客园

前后端分离实现用户登录Token权限验证_雾岛听风_hy的博客-优快云博客_token权限验证

移动端前后端分离实现Token认证_weixin_45863786的博客-优快云博客_前后端分离token续签

JWT的组成

一个JWT看起来如下图

该对象为一个很长的字符串，字符之间通过"."分隔符分为三个子串。

每一个子串表示了一个功能块，总共有以下三个部分：JWT头、有效载荷和签名

JWT头

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。

有效载荷

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

{
  "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。

签名哈希

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。

Base64URL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。

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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。

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。

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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。