攻克JWT黑名单难题：基于Redis的高性能PHP-JWT缓存方案-优快云博客

攻克JWT黑名单难题：基于Redis的高性能PHP-JWT缓存方案

【免费下载链接】php-jwt 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ph/php-jwt

你是否曾因JWT（JSON Web Token）无法及时吊销而头疼？当用户修改密码或退出登录时，传统JWT仍能通过验证，造成安全隐患。本文将带你使用php-jwt库结合Redis缓存，构建高效的JWT黑名单解决方案，彻底解决这一痛点。

传统JWT的致命缺陷

JWT凭借无状态特性简化了服务端认证，但也带来了无法即时失效的问题。以下是常见业务场景中的风险：

密码修改后：旧令牌仍能访问系统
用户登出时：令牌未过期前仍有效
权限变更时：无法实时收回访问权限

传统解决方案如缩短过期时间（exp）或维护全局黑名单，要么影响用户体验，要么导致性能瓶颈。

解决方案架构

我们将利用php-jwt的缓存机制与Redis构建三层防护体系：

mermaid

核心组件包括：

黑名单存储：Redis集合存储失效令牌ID
密钥缓存：CachedKeySet.php管理JWK（JSON Web Key）缓存
令牌验证：JWT.php处理签名验证与声明检查

实现步骤

1. 安装与配置

通过Composer安装依赖：

composer require firebase/php-jwt predis/predis

创建Redis连接工具类RedisClient.php：

<?php
namespace YourApp;

use Predis\Client;

class RedisClient {
    private static $instance;
    
    public static function getInstance(): Client {
        if (!self::$instance) {
            self::$instance = new Client([
                'scheme' => 'tcp',
                'host'   => '127.0.0.1',
                'port'   => 6379,
            ]);
        }
        return self::$instance;
    }
}

2. 令牌生成增强

修改令牌生成逻辑，添加唯一标识符（jti）和过期时间：

use Firebase\JWT\JWT;

function generateToken($user_id) {
    $now = time();
    $payload = [
        'iat' => $now,
        'exp' => $now + 3600, // 1小时有效期
        'sub' => $user_id,
        'jti' => bin2hex(random_bytes(16)), // 唯一令牌ID
    ];
    
    return JWT::encode(
        $payload,
        file_get_contents('private.pem'),
        'RS256',
        'your-key-id'
    );
}

3. 黑名单实现

创建令牌管理服务类TokenService.php：

<?php
namespace YourApp;

use Firebase\JWT\JWT;
use Firebase\JWT\Key;
use YourApp\RedisClient;

class TokenService {
    const BLACKLIST_KEY = 'jwt:blacklist';
    
    public static function invalidateToken(string $jti, int $expiry): void {
        $redis = RedisClient::getInstance();
        // 设置与令牌相同的过期时间，自动清理
        $redis->sadd(self::BLACKLIST_KEY, $jti);
        $redis->expireat(self::BLACKLIST_KEY, $expiry);
    }
    
    public static function isBlacklisted(string $jti): bool {
        $redis = RedisClient::getInstance();
        return $redis->sismember(self::BLACKLIST_KEY, $jti) === 1;
    }
}

4. 集成缓存密钥集

使用CachedKeySet.php缓存JWK，减少重复请求：

<?php
use Firebase\JWT\CachedKeySet;
use GuzzleHttp\Client;
use GuzzleHttp\Psr7\HttpFactory;
use Symfony\Component\Cache\Adapter\RedisAdapter;
use YourApp\RedisClient;

// 创建PSR-6缓存适配器
$redis = RedisClient::getInstance();
$cache = RedisAdapter::createConnection($redis->getConnection()->getParameters());

// 初始化CachedKeySet
$jwksUri = 'https://your-auth-server/.well-known/jwks.json';
$httpClient = new Client();
$requestFactory = new HttpFactory();
$keySet = new CachedKeySet(
    $jwksUri,
    $httpClient,
    $requestFactory,
    $cache,
    3600, // 缓存1小时
    true // 启用速率限制
);

5. 完整验证流程

创建认证中间件JwtAuthMiddleware.php：

<?php
namespace YourApp\Middleware;

use Firebase\JWT\JWT;
use Firebase\JWT\Key;
use YourApp\TokenService;
use YourApp\RedisClient;

class JwtAuthMiddleware {
    public function __invoke($request, $response, $next) {
        $token = $this->extractToken($request);
        if (!$token) {
            return $response->withStatus(401)->write('Token required');
        }
        
        try {
            // 初步解码获取jti
            $decoded = JWT::decode($token, new Key('public.pem', 'RS256'));
            
            // 检查黑名单
            if (TokenService::isBlacklisted($decoded->jti)) {
                return $response->withStatus(401)->write('Token revoked');
            }
            
            // 使用缓存密钥集验证签名
            $keySet = $this->getCachedKeySet();
            JWT::decode($token, $keySet);
            
            // 附加用户信息到请求
            $request = $request->withAttribute('user_id', $decoded->sub);
            
        } catch (\Exception $e) {
            return $response->withStatus(401)->write('Invalid token: ' . $e->getMessage());
        }
        
        return $next($request, $response);
    }
    
    // 其他辅助方法...
}

性能优化策略

1. 缓存策略优化

根据CachedKeySet.php实现原理，建议：

设置合理的缓存过期时间（expiresAfter）：3600秒（1小时）
启用速率限制（rateLimit）：防止JWKS端点过载
配置适当的缓存键前缀（cacheKeyPrefix）：避免键冲突

$keySet = new CachedKeySet(
    $jwksUri,
    $httpClient,
    $requestFactory,
    $cache,
    3600, // 缓存时间
    true, // 启用速率限制
    'RS256' // 默认算法
);

2. Redis性能调优

内存优化：使用EXPIREAT自动清理过期黑名单
网络优化：Redis与应用部署在同一局域网
持久化配置：启用RDB快照+AOF日志确保数据安全

完整代码示例

用户登出接口

<?php
// logout.php
use YourApp\TokenService;
use Firebase\JWT\JWT;

$token = $_SERVER['HTTP_AUTHORIZATION'] ?? '';
if (strpos($token, 'Bearer ') === 0) {
    $token = substr($token, 7);
}

try {
    $decoded = JWT::decode($token, new Key('public.pem', 'RS256'));
    TokenService::invalidateToken($decoded->jti, $decoded->exp);
    
    http_response_code(200);
    echo json_encode(['message' => 'Successfully logged out']);
} catch (\Exception $e) {
    http_response_code(400);
    echo json_encode(['error' => 'Invalid token']);
}

密码修改时的令牌失效

<?php
// change_password.php
function changePassword($userId, $newPassword) {
    // 更新密码逻辑...
    
    // 使所有旧令牌失效（实际实现需存储用户当前令牌版本）
    $redis = RedisClient::getInstance();
    $userTokens = $redis->smembers("user:tokens:$userId");
    foreach ($userTokens as $jti) {
        TokenService::invalidateToken($jti, time() + 3600);
    }
    $redis->del("user:tokens:$userId");
    
    // 生成新令牌
    $newToken = generateToken($userId);
    return $newToken;
}

最佳实践与注意事项

令牌ID安全性：
- 使用random_bytes()生成足够长的jti（至少16字节）
- 避免使用可预测值如用户ID+时间戳

缓存键设计：

jwt:blacklist      # 黑名单集合
jwks:https://your-auth-server/jwks.json  # 密钥缓存
user:tokens:{user_id}  # 用户令牌跟踪（可选）

监控与告警：
- 监控Redis内存使用情况
- 跟踪JWT.php抛出的异常类型
- 配置缓存命中率告警
集群环境考虑：
- 使用Redis集群确保高可用
- 实现分布式锁防止缓存穿透

总结与展望

本文介绍的基于Redis的JWT黑名单方案，通过php-jwt的CachedKeySet.php组件，完美解决了传统JWT无法即时失效的问题。该方案在保持JWT无状态优势的同时，提供了毫秒级的令牌吊销能力，适用于从中小企业应用到大型分布式系统的各种场景。

未来可以进一步探索：

基于Redis Stream的令牌撤销事件广播
结合Lua脚本实现原子操作
集成Prometheus监控缓存命中率和黑名单命中率

立即实施这套方案，为你的应用添加企业级的JWT安全防护！

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创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考