参考:

该模式缺点:扩展性不好。
A 网站和 B 网站是同一家公司的关联服务。现在要求,用户只要在其中一个网站登录,再访问另一个网站就会自动登录,请问怎么实现?(单点登录)

  • session数据持久化,写入数据库或别的持久层。各种服务收到请求后,都向持久层请求数据。这种方案的优点是架构清晰,缺点是工程量比较大。另外,持久层万一挂了,就会单点失败。
  • 服务器索性不保存 session 数据了,所有数据都保存在客户端,每次请求都发回服务器。JWT 就是这种方案的一个代表。

    2. JWT的原理

    服务器认证以后,生成一个JSON对象,发回给用户。

    1. {
    2. "姓名": "张三",
    3. "角色": "管理员",
    4. "到期时间": "2018年7月1日0点0分"
    5. }

    用户与服务端通信的时候,都要发回这个JSON对象。服务器完全只靠这个对象认定用户身份。
    为了防止用户篡改数据,服务器生成这个对象的时候,会加上签名。
    服务器就不保存任何session数据了,也就是说,服务器变成无状态了,从而比较容易实现扩展。

    3. JWT的数据结构

    JWT的三个部分如下:

  • Header(头部)

  • Payload(负载)
  • Signature(签名)

写成一行:

  1. Header.Payload.Signature

3.1 Header

Header部分是一个JSON对象,描述JWT的元数据,通常如下:

  1. {
  2. "alg": "HS256",
  3. "typ": "JWT"
  4. }

上面代码中,alg属性表示签名的算法(algorithm),默认是 HMAC SHA256(写成 HS256);typ属性表示这个令牌(token)的类型(type),JWT 令牌统一写为JWT
最后,将上面的 JSON 对象使用 Base64URL 算法(详见后文)转成字符串。

3.2 Payload

Payload部分也是一个JSON对象,用来存放实际需要传递的数据。JWT规定了7个官方字段供选用。

  • iss(issuer):签发人
  • exp(expiration time):过期时间
  • sub(subject):主题
  • aud(audience):受众
  • nbf(Not Before):生效时间
  • iat(Issued At):签发时间
  • jti(JWT ID):编号

除了官方字段,你还可以在这个部分定义私有字段,下面就是一个例子。

  1. {
  2. "sub": "1234567890",
  3. "name": "John Doe",
  4. "admin": true
  5. }

注意,JWT 默认是不加密的,任何人都可以读到,所以不要把秘密信息放在这个部分。
这个 JSON 对象也要使用 Base64URL 算法转成字符串。

3.3 Signature

Signature部分是对前两部分的签名,防止数据篡改。
首先,需要指定一个密钥(secret)。这个密钥只有服务器才知道,不能泄露给用户。然后,使用 Header 里面指定的签名算法(默认是 HMAC SHA256),按照下面的公式产生签名。

  1. HMACSHA256(
  2. base64UrlEncode(header) + "." +
  3. base64UrlEncode(payload),
  4. secret)

算出签名以后,把 Header、Payload、Signature 三个部分拼成一个字符串,每个部分之间用”点”(.)分隔,就可以返回给用户。

4. JWT的使用方式

客户端收到服务器返回的JWT,可以存储在cookie里面,也可以存储在localStorage。
此后,客户端每次与服务器通信,都要带上这个JWT。可以把这个JWT放在Cookie里面自动发送,但是这样不能跨域,所以更好的做法是放在HTTP请求的头信息Authorization字段里面

  1. Authorization: Bearer <token>

另一种做法是:跨域的时候,JWT就放在POST请求的数据体里面

5. JWT的几个特点

  • JWT 默认是不加密,但也是可以加密的。生成原始 Token 以后,可以用密钥再加密一次。
  • JWT 不加密的情况下,不能将秘密数据写入 JWT。
  • JWT 不仅可以用于认证,也可以用于交换信息。有效使用 JWT,可以降低服务器查询数据库的次数。
  • JWT 的最大缺点是,由于服务器不保存 session 状态,因此无法在使用过程中废止某个 token,或者更改 token 的权限。也就是说,一旦 JWT 签发了,在到期之前就会始终有效,除非服务器部署额外的逻辑。
  • JWT 本身包含了认证信息,一旦泄露,任何人都可以获得该令牌的所有权限。为了减少盗用,JWT 的有效期应该设置得比较短。对于一些比较重要的权限,使用时应该再次对用户进行认证。
  • 为了减少盗用,JWT 不应该使用 HTTP 协议明码传输,要使用 HTTPS 协议传输。