教育项目--注册登录【37】

- 日理万妓 2023-10-05 19:27 25阅读 0赞

#### 注册登录 ####

*  模式
 *   *  SSO(single sign on)模式：
     *  Token模式
 *  使用JWT进行跨域身份验证
 *   *  1、传统用户身份验证
     *  2、解决方案
     *   *  1、访问令牌的类型
         *  2、JWT的组成
         *   *  \*\*JWT头\*\*
             *  \*\*有效载荷\*\*
             *  签名哈希
             *  Base64URL算法
     *  3、JWT的原则
     *  4、JWT的用法
     *  5、JWT问题和趋势

## 模式 ##

### SSO(single sign on)模式： ###

分布式，SSO(single sign on)模式  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0phdmFiYWliYWk_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
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。

### Token模式 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0phdmFiYWliYWk_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
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，因此我使用token作为用户认证的标准

## 使用JWT进行跨域身份验证 ##

### 1、传统用户身份验证 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0phdmFiYWliYWk_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
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。

#### 1、访问令牌的类型 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0phdmFiYWliYWk_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

#### 2、JWT的组成 ####

典型的，一个JWT看起来如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0phdmFiYWliYWk_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

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。

##### 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。

### 3、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。

### 4、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。

### 5、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。

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