初识单点登陆及JWT实现

时间  2019-11-13
标签 单点 登陆 jwt 实现 繁體版
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单点登陆

多系统，单一位置登陆，实现多系统同时登陆的一种技术java

（三方登陆：某系统使用其余系统的用户，实现本系统登陆的方式。如微信登陆、支付宝登陆）nginx

单点登陆通常是用于互相授信的系统，实现单一位置登陆，全系统有效web

 

1、Session跨域

　　所谓 Session 跨域就是摒弃了系统提供的 Session ，而使用自定义的相似 Session 的机制来保存客户端数据的一种解决方案。算法

　　如：经过设置 cookie 的 domain 来实现 cookie 的跨域传递。在 cookie 中传递一个自定义的 session_id。这个 session_id 是客户端的惟一标记，将这个标记做为key，将客户须要保存的数据做为value，在服务端进行保存（数据库保存或nosql保存）。这种机制就是 Session 的跨域解决。spring

　　什么为跨域：客户端请求的时候，请求的服务器，不是同一个IP、端口、域名、主机名的时候，都称为跨域。sql

　　什么是域：在应用模型中，一个完整的、有独立访问路径的功能集合成为一个域。数据库

　　　　　　　如：百度称为一个应用或系统，其下有若干个域，如搜索引擎（www.baidu.com），百度贴吧（tie.baidu.com），百度知道（zhidao.baidu.com）等。json

　　　　　　　有时也称为多级域名。域的划分：以IP、端口、域名、主机名为标准，实现划分。后端

 

2、Spring Session 共享

　　spring-session 技术是 spring 提供的用于处理集群会话共享的解决方案。spring-session技术是将用户 session 数据保存到第三方容器中，如数据库。跨域

　　Spring-session 技术是解决同域名下的多服务器集群 session 共享问题的，不能解决跨域 Session 共享问题

 

3、Nginx Session 共享

　　nginx中的 ip_hash 技术可以将某个 ip 的请求定向到同一台后端，这样一来这个ip下的某个客户端和某个后端就能创建起稳固的session，ip_hash是在upstream配置中定义的

 

4、Token身份认证

　　使用基于 Token 的身份验证方法，在服务端不须要存储用户的登陆记录，大概流程以下：

　　1）客户端使用用户名、密码请求登陆

　　2）服务端收到请求、去验证用户名与密码

　　3）验证成功后，服务端会签发y一个 token ，再把这个 token 发送给客户端

　　4）客户端收到 token 之后能够把它存储起来，好比放在 cookie 里或者 Local Storage里

　　5）客户端每次向服务器请求资源的时候须要带着服务器签发的 token

　　6）服务端收到请求，而后去验证客户端请求里面带着的 token，若是验证成功，就向客户端返回请求的数据

　　使用token的优点：

　　无状态、可扩展：

　　　　在客户端存储的 token 是无状态的，而且可以被扩展，基于这种无状态和不存储session信息，负载均衡器可以将用户信息从一个服务传到其余服务器上。

　　安全性：

　　　　请求中发送token而再也不发送cookie可以防止CSRF（跨域请求伪造）。即便在客户端使用cookie存储token。cookie也仅仅是一个存储机制而不是用于认证。

　　不将信息存储在session中，让咱们少了对session的操做。

 

5、JSON Web Token（JWT）机制

　　JWT是一种紧凑且自包含的，用于在多方传递 json 对象的技术。传递的数据可使用数字签名增长其安全性。可使用HMAC加密算法或RSA公钥/私钥加密方式。

　　紧凑：数据小，能够经过URL、POST参数，请求头发送，且数据小表明传输速度快。

　　自包含：使用 payload 数据块j记录用户必要且不隐私的数据，能够有效的减小数据库访问次数，提升代码性能

　　JWT通常用于处理用户身份校验或数据信息交换

　　JWT的数据结构

　　　　JWT的数据结构：A.B.C　　以.（点）来划分

　　　　A-header　　头信息

　　　　B-payload　　（有效荷载？）

　　　　C-Signature　　签名

　　header：

　　数据结构：{"alg":"加密算法名称","typ":"JWT"}

　　alg能够有 HMAC 或 SHA256 或 RSA 等

　　payload：主要分为三部分：已注册信息、公开数据、私有数据

　　singature：

　　　　签名信息，这是一个由开发者提供的信息。是服务器验证的传递的数据是否有效安全的标准。　　

　　执行流程

　　

 

 简单实现

1）造数据 JWTUsers模拟数据库用户名密码

package cn.zytao.taosir;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 用于模拟用户数据的，开发中应访问数据库验证用户
 * @author TAOSIR
 *
 */
public class JWTUsers {
    
    private static final Map<String,String> USERS =new HashMap<>(11);
    
    static {
        for(int i=0;i<10;i++) {
            USERS.put("admin"+i, "pwd"+i);
        }
    }
    
    //验证是否能够登陆
    public static boolean isLogin(String username,String pwd) {
        if(null == username || username.trim().length()==0)
            return false;
        String obj=USERS.get(username);
        if(null ==obj||!obj.equals(pwd))
            return false;
        return true;
    }
}

2）JWTSubject

package cn.zytao.taosir;
/**
 * 做为Subject数据使用，也就是payload中保存的public claims
 * 其中不该包含任何敏感数据
 * 开发中建议使用实体类型，或BO，DTO数据对象
 * @author TAOSIR
 *
 */
public class JWTSubject {
    
    private String username;
    
    public JWTSubject() {
        super();
    }
    
    public JWTSubject(String username) {
        super();
        this.username = username;
    }
    
    public String getUsername() {
        return username;
    }
    
    public void setUsername(String username) {
        this.username=username;
    }
}

3）JWT结果对象

package cn.zytao.taosir;
/**
 * 做为Subject数据使用，也就是payload中保存的public claims
 * 其中不该包含任何敏感数据
 * 开发中建议使用实体类型，或BO，DTO数据对象
 * @author TAOSIR
 *
 */
public class JWTSubject {
    
    private String username;
    
    public JWTSubject() {
        super();
    }
    
    public JWTSubject(String username) {
        super();
        this.username = username;
    }
    
    public String getUsername() {
        return username;
    }
    
    public void setUsername(String username) {
        this.username=username;
    }
}

4）响应对象

package cn.zytao.taosir;

public class JWTResponseData {
    
    private Integer code;//返回码
    
    private Object data;//业务数据
    
    private String msg;//返回描述
    
    private String token;//身份标识

    public Integer getCode() {
        return code;
    }

    public void setCode(Integer code) {
        this.code = code;
    }

    public Object getData() {
        return data;
    }

    public void setData(Object data) {
        this.data = data;
    }

    public String getMsg() {
        return msg;
    }

    public void setMsg(String msg) {
        this.msg = msg;
    }

    public String getToken() {
        return token;
    }

    public void setToken(String token) {
        this.token = token;
    }
}

5）JWT控制类

package cn.zytao.taosir;
/**
 * JWT工具类
 * @author TAOSIR
 *
 */

import java.util.Date;

import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException;
import io.jsonwebtoken.JwtBuilder;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import io.jsonwebtoken.SignatureException;

public class JWTUtils {
    
    private static final String JWT_SECERT = "test_jwt_secert";//服务器的key，密钥
    private static final ObjectMapper MAPPER = new ObjectMapper();//用户java对象和json字符串转换
    public static final int JWT_ERRCODE_EXPIRE = 1005;//Token过时
    public static final int JWT_ERRCODE_FAIL = 1006;//验证不经过
    
    public static SecretKey generalKey() {
        try {
            byte[] encodedKey=JWT_SECERT.getBytes("UTF-8");
            SecretKey key=new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
            return key;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
    
    /**
     * 签发JWT，即建立token的方法
     * @param id    jwt的惟一身份标识，主要用来做为一次性token，从而回避重放攻击
     * @param iss    jwt签发者
     * @param subject    jwt所面向的用户,payload中记录的public，claims，当前环境中就是用户的登陆名
     * @param ttlMills    有效期，单位毫秒
     * @return
     */
    public static String createJWT(String id,String iss,String subject,long ttlMillis) {
        //加密算法
        SignatureAlgorithm signatureAlgorithm=SignatureAlgorithm.HS256;
        long nowMillis = System.currentTimeMillis();
        Date now=new Date(nowMillis);
        SecretKey secretKey=generalKey();
        //建立JWT的构造器用于生成token
        JwtBuilder builder=Jwts.builder()
                .setId(id)
                .setIssuer(iss)
                .setSubject(subject)
                .setIssuedAt(now)
                .signWith(signatureAlgorithm, secretKey);
        if(ttlMillis >= 0) {
            long expMillis =nowMillis+ttlMillis;
            Date exDate = new Date(expMillis);
            builder.setExpiration(exDate);
        }
        return builder.compact();
    }
    
    /**
     * 验证JWT
     * @param jwtStr
     * @return
     */
    public static JWTResult validateJWT(String jwtStr) {
        JWTResult checkResult=new JWTResult();
        Claims claims=null;
        try {
            claims=parseJWT(jwtStr);
            checkResult.setSuccess(true);
            checkResult.setClaims(claims);
        } catch (ExpiredJwtException e) {
            checkResult.setSuccess(false);
            checkResult.setErrCode(JWT_ERRCODE_EXPIRE);
        } catch (SignatureException e) {
            checkResult.setSuccess(true);
            checkResult.setErrCode(JWT_ERRCODE_FAIL);
        }
        return checkResult;
    }
    
    /**
     * 解析JWT字符串
     * @param jwt    就是token
     * @return
     */
    public static Claims parseJWT(String jwt) {
        SecretKey secretKey=generalKey();
        //getBody获取值就是token中记录的payload数据，就是其中保存的claims
        return Jwts.parser().setSigningKey(secretKey).parseClaimsJws(jwt).getBody();
    }
    
    /**
     * 生成subject信息
     * @param subObj
     * @return
     */
    public static String generalSubject(Object subObj) {
        try {
            return MAPPER.writeValueAsString(subObj);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

6）写个简单的controller实践

package cn.zytao.taosir.controller;

import java.util.UUID;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import cn.zytao.taosir.JWTResponseData;
import cn.zytao.taosir.JWTResult;
import cn.zytao.taosir.JWTSubject;
import cn.zytao.taosir.JWTUsers;
import cn.zytao.taosir.JWTUtils;

@RestController
public class JWTController {

    @RequestMapping("testAll")
    public Object testAll(HttpServletRequest request) {
        String token=request.getHeader("Authorization");
        JWTResult result=JWTUtils.validateJWT(token);
        
        JWTResponseData responseData=new JWTResponseData();
        
        if(result.isSuccess()) {
            responseData.setCode(200);
            responseData.setData(result.getClaims().getSubject());
            String newToken=JWTUtils.createJWT(result.getClaims().getId(), result.getClaims().getIssuer(), result.getClaims().getSubject(), 1*60*1000);
            responseData.setToken(newToken);
            return responseData;
        }else {
            responseData.setCode(500);
            responseData.setMsg("用户未登陆");
            return responseData;
        }
    }
    
    @RequestMapping("login")
    public Object login(String username,String password) {
        JWTResponseData responseData=null;
        //认证用户信息
        if(JWTUsers.isLogin(username, password)) {
            JWTSubject subject=new JWTSubject(username);
            String jwtToken = JWTUtils.createJWT(UUID.randomUUID().toString(),"sxt-test-jwt", JWTUtils.generalSubject(subject), 1*60*1000);
            responseData=new JWTResponseData();
            responseData.setCode(200);
            responseData.setData(null);
            responseData.setMsg("登陆成功");
            responseData.setToken(jwtToken);
        }else {
            responseData=new JWTResponseData();
            responseData.setCode(500);
            responseData.setData(null);
            responseData.setMsg("登陆失败");
            responseData.setToken(null);
        }
        return responseData;
    }
}

7）Postman查看状况

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