JSON Web Token（2）——使用JSON Web Token设计单点登陆系统

我尝试用八幅漫画先让你们理解如何设计正常的用户认证系统，而后再延伸到单点登陆系统。

用户认证八步走

所谓用户认证（Authentication），就是让用户登陆，而且在接下来的一段时间内让用户访问网站时能够使用其帐户，而不须要再次登陆的机制。

小知识：可别把用户认证和用户受权（Authorization）搞混了。用户受权指的是规定并容许用户使用本身的权限，例如发布帖子、管理站点等。

首先，服务器应用（下面简称“应用”）让用户经过Web表单将本身的用户名和密码发送到服务器的接口。这一过程通常是一个HTTP POST请求。建议的方式是经过SSL加密的传输（https协议），从而避免敏感信息被嗅探。

接下来，应用和数据库核对用户名和密码。

核对用户名和密码成功后，应用将用户的id（图中的user_id）做为JWT Payload的一个属性，将其与头部分别进行Base64编码拼接后签名，造成一个JWT。这里的JWT就是一个形同lll.zzz.xxx的字符串。

应用将JWT字符串做为该请求Cookie的一部分返回给用户。注意，在这里必须使用HttpOnly属性来防止Cookie被JavaScript读取，从而避免跨站脚本***（XSS***）。

在Cookie失效或者被删除前，用户每次访问应用，应用都会接受到含有jwt的Cookie。从而应用就能够将JWT从请求中提取出来。

应用经过一系列任务检查JWT的有效性。例如，检查签名是否正确；检查Token是否过时；检查Token的接收方是不是本身（可选）。

应用在确认JWT有效以后，JWT进行Base64解码（可能在上一步中已经完成），而后在Payload中读取用户的id值，也就是user_id属性。这里用户的id为1025。

应用从数据库取到id为1025的用户的信息，加载到内存中，进行ORM之类的一系列底层逻辑初始化。

应用根据用户请求进行响应。

和Session方式存储id的差别

Session方式存储用户id的最大弊病在于要占用大量服务器内存，对于较大型应用而言可能还要保存许多的状态。通常而言，大型应用还须要借助一些KV数据库和一系列缓存机制来实现Session的存储。

而JWT方式将用户状态分散到了客户端中，能够明显减轻服务端的内存压力。除了用户id以外，还能够存储其余的和用户相关的信息，例如该用户是不是管理员、用户所在的分桶（见[《你所应该知道的A/B测试基础》一文](/2015/08/27/introduction-to-ab-testing/）等。

虽然说JWT方式让服务器有一些计算压力（例如加密、编码和解码），可是这些压力相比磁盘I/O而言或许是半斤八两。具体是否采用，须要在不一样场景下用数听说话。

单点登陆

Session方式来存储用户id，一开始用户的Session只会存储在一台服务器上。对于有多个子域名的站点，每一个子域名至少会对应一台不一样的服务器，例如：

• www.taobao.com

• nv.taobao.com

• nz.taobao.com

• login.taobao.com

因此若是要实如今login.taobao.com登陆后，在其余的子域名下依然能够取到Session，这要求咱们在多台服务器上同步Session。

使用JWT的方式则没有这个问题的存在，由于用户的状态已经被传送到了客户端。所以，咱们只须要将含有JWT的Cookie的domain设置为顶级域名便可，例如

Set-Cookie: jwt=lll.zzz.xxx; HttpOnly; max-age=980000; domain=.taobao.com

注意domain必须设置为一个点加顶级域名，即.taobao.com。这样，taobao.com和*.taobao.com就均可以接受到这个Cookie，并获取JWT了。