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        工作3年,還不懂單點(diǎn)登錄系統(tǒng)?看看這8幅漫畫~

        共 4089字,需瀏覽 9分鐘

         ·

        2021-11-08 14:26

        點(diǎn)擊關(guān)注公眾號(hào),回復(fù)“2T”獲取2TB學(xué)習(xí)資源!

        互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)師后臺(tái)回復(fù) 2T 有特別禮包


        來源:blog.leapoahead.com/2015/09/07/user-authentication-with-jwt/

        上一篇:熱文:if(a==1且a==2且a==3),有沒有可能為true?

        我嘗試用八幅漫畫先讓大家理解如何設(shè)計(jì)正常的用戶認(rèn)證系統(tǒng),然后再延伸到單點(diǎn)登錄系統(tǒng)。


        JWT 簡(jiǎn)介


        JSON Web Token(JWT)是一個(gè)非常輕巧的規(guī)范。這個(gè)規(guī)范允許我們使用JWT在用戶和服務(wù)器之間傳遞安全可靠的信息。


        讓我們來假想一下一個(gè)場(chǎng)景。在A用戶關(guān)注了B用戶的時(shí)候,系統(tǒng)發(fā)郵件給B用戶,并且附有一個(gè)鏈接“點(diǎn)此關(guān)注A用戶”。鏈接的地址可以是這樣的

        https://your.awesome-app.com/make-friend/?from_user=B&target_user=A

        上面的URL主要通過URL來描述這個(gè)當(dāng)然這樣做有一個(gè)弊端,那就是要求用戶B用戶是一定要先登錄的。可不可以簡(jiǎn)化這個(gè)流程,讓B用戶不用登錄就可以完成這個(gè)操作。JWT就允許我們做到這點(diǎn)。



        JWT 的組成


        一個(gè)JWT實(shí)際上就是一個(gè)字符串,它由三部分組成:頭部、載荷與簽名。


        載荷(Payload)
        我們先將上面的添加好友的操作描述成一個(gè)JSON對(duì)象。其中添加了一些其他的信息,幫助今后收到這個(gè)JWT的服務(wù)器理解這個(gè)JWT。
        { "iss": "John Wu JWT", "iat": 1441593502, "exp": 1441594722, "aud": "www.example.com", "sub": "[email protected]", "from_user": "B", "target_user": "A"}

        這里面的前五個(gè)字段都是由JWT的標(biāo)準(zhǔn)所定義的。


        這些定義都可以在標(biāo)準(zhǔn)中找到。


        將上面的JSON對(duì)象進(jìn)行[base64編碼]可以得到下面的字符串。這個(gè)字符串我們將它稱作JWT的Payload(載荷)。


        eyJpc3MiOiJKb2huIFd1IEpXVCIsImlhdCI6MTQ0MTU5MzUwMiwiZXhwIjoxNDQxNTk0NzIyLCJhdWQiOiJ3d3cuZXhhbXBsZS5jb20iLCJzdWIiOiJqcm9ja2V0QGV4YW1wbGUuY29tIiwiZnJvbV91c2VyIjoiQiIsInRhcmdldF91c2VyIjoiQSJ9

        如果你使用Node.js,可以用Node.js的包base64url來得到這個(gè)字符串。
        var base64url = require('base64url')var header = {    "from_user": "B",    "target_user": "A"}console.log(base64url(JSON.stringify(header)))// 輸出:eyJpc3MiOiJKb2huIFd1IEpXVCIsImlhdCI6MTQ0MTU5MzUwMiwiZXhwIjoxNDQxNTk0NzIyLCJhdWQiOiJ3d3cuZXhhbXBsZS5jb20iLCJzdWIiOiJqcm9ja2V0QGV4YW1wbGUuY29tIiwiZnJvbV91c2VyIjoiQiIsInRhcmdldF91c2VyIjoiQSJ9

        頭部(Header)
        JWT還需要一個(gè)頭部,頭部用于描述關(guān)于該JWT的最基本的信息,例如其類型以及簽名所用的算法等。這也可以被表示成一個(gè)JSON對(duì)象。
        {  "typ": "JWT",  "alg": "HS256"}

        在這里,我們說明了這是一個(gè)JWT,并且我們所用的簽名算法(后面會(huì)提到)是HS256算法。


        對(duì)它也要進(jìn)行Base64編碼,之后的字符串就成了JWT的Header(頭部)。
        eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9

        簽名(簽名)

        將上面的兩個(gè)編碼后的字符串都用句號(hào).連接在一起(頭部在前),就形成了

        eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0

        這一部分的過程在node-jws的源碼中有體現(xiàn)

        最后,我們將上面拼接完的字符串用HS256算法進(jìn)行加密。在加密的時(shí)候,我們還需要提供一個(gè)密鑰(secret)。如果我們用mystar作為密鑰的話,那么就可以得到我們加密后的內(nèi)容
        rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

        這一部分又叫做簽名。


        最后將這一部分簽名也拼接在被簽名的字符串后面,我們就得到了完整的JWT

        eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0.rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

        于是,我們就可以將郵件中的URL改成

        https://your.awesome-app.com/make-friend/?jwt=eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0.rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

        這樣就可以安全地完成添加好友的操作了!

        用戶認(rèn)證八步走


        所謂用戶認(rèn)證(Authentication),就是讓用戶登錄,并且在接下來的一段時(shí)間內(nèi)讓用戶訪問網(wǎng)站時(shí)可以使用其賬戶,而不需要再次登錄的機(jī)制。

        小知識(shí):可別把用戶認(rèn)證和用戶授權(quán)(Authorization)搞混了。用戶授權(quán)指的是規(guī)定并允許用戶使用自己的權(quán)限,例如發(fā)布帖子、管理站點(diǎn)等。

        首先,服務(wù)器應(yīng)用(下面簡(jiǎn)稱“應(yīng)用”)讓用戶通過Web表單將自己的用戶名和密碼發(fā)送到服務(wù)器的接口。這一過程一般是一個(gè)HTTP POST請(qǐng)求。建議的方式是通過SSL加密的傳輸(https協(xié)議),從而避免敏感信息被嗅探。


        接下來,應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫核對(duì)用戶名和密碼。


        核對(duì)用戶名和密碼成功后,應(yīng)用將用戶的id(圖中的user_id)作為JWT Payload的一個(gè)屬性,將其與頭部分別進(jìn)行Base64編碼拼接后簽名,形成一個(gè)JWT。這里的JWT就是一個(gè)形同lll.zzz.xxx的字符串。


        應(yīng)用將JWT字符串作為該請(qǐng)求Cookie的一部分返回給用戶。注意,在這里必須使用HttpOnly屬性來防止Cookie被JavaScript讀取,從而避免跨站腳本攻擊(XSS攻擊)。


        在Cookie失效或者被刪除前,用戶每次訪問應(yīng)用,應(yīng)用都會(huì)接受到含有jwt的Cookie。從而應(yīng)用就可以將JWT從請(qǐng)求中提取出來。


        應(yīng)用通過一系列任務(wù)檢查JWT的有效性。例如,檢查簽名是否正確;檢查Token是否過期;檢查Token的接收方是否是自己(可選)。


        應(yīng)用在確認(rèn)JWT有效之后,JWT進(jìn)行Base64解碼(可能在上一步中已經(jīng)完成),然后在Payload中讀取用戶的id值,也就是user_id屬性。這里用戶的id為1025。


        應(yīng)用從數(shù)據(jù)庫取到id為1025的用戶的信息,加載到內(nèi)存中,進(jìn)行ORM之類的一系列底層邏輯初始化。


        應(yīng)用根據(jù)用戶請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)。
           


        單點(diǎn)登錄


        Session方式來存儲(chǔ)用戶id,一開始用戶的Session只會(huì)存儲(chǔ)在一臺(tái)服務(wù)器上。對(duì)于有多個(gè)子域名的站點(diǎn),每個(gè)子域名至少會(huì)對(duì)應(yīng)一臺(tái)不同的服務(wù)器,例如:

        www.taobao.comnv.taobao.comnz.taobao.comlogin.taobao.com

        所以如果要實(shí)現(xiàn)在login.taobao.com登錄后,在其他的子域名下依然可以取到Session,這要求我們?cè)诙嗯_(tái)服務(wù)器上同步Session。


        使用JWT的方式則沒有這個(gè)問題的存在,因?yàn)橛脩舻臓顟B(tài)已經(jīng)被傳送到了客戶端。因此,我們只需要將含有JWT的Cookie的domain設(shè)置為頂級(jí)域名即可,例如
        Set-Cookie: jwt=lll.zzz.xxx; HttpOnly; max-age=980000; domain=.taobao.com

        注意domain必須設(shè)置為一個(gè)點(diǎn)加頂級(jí)域名,即.taobao.com。這樣,taobao.com和*.taobao.com就都可以接受到這個(gè)Cookie,并獲取JWT了。


        感謝您的閱讀,也歡迎您發(fā)表關(guān)于這篇文章的任何建議,關(guān)注我,技術(shù)不迷茫!小編到你上高速。

            · END ·
        最后,關(guān)注公眾號(hào)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)師,在后臺(tái)回復(fù):2T,可以獲取我整理的 Java 系列面試題和答案,非常齊全。


        正文結(jié)束


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