会话跟踪方案中的JWT技术——用于实现登录认证

心已赠人 2024-03-23 23:34 91阅读 0赞

##### 1、会话技术 #####

*  会话：用户打开浏览器，访问web服务器的资源，会话建立，直到有一方断开连接，会话结束。在一次会话中**可以包含多次**请求和响应。
 *  会话跟踪：一种维护浏览器状态的方法，服务器需要识别多次请求是否来自于同一浏览器，以便在同一次会话的多次请求间共享数据。

###### 会话跟踪方案： ######

*  客户端会话跟踪技术:Cookie
 *  服务端会话跟踪技术:Session
 *  令牌技术

###### 各跟踪方案优缺点： ######

###### **Cookie：** ######

优点：

*  简单易用：Cookie 是浏览器内置的机制，使用起来相对简单。
 *  前端控制：可以在前端轻松设置和读取，无需服务器参与，使得某些场景下的状态跟踪更方便。

缺点：

*  安全性：Cookie 存储在客户端，可能会被篡改或盗取，因此不适合存储敏感信息。
 *  大小限制：每个域名下的 Cookie 数量和总大小都有限制，可能会导致存储不足问题。
 *  跨域问题：Cookie 通常只能在设置它的域名下使用，不方便在不同域名之间共享会话信息。

###### **Session：** ######

优点：

*  安全性：Session 数据存储在服务器上，相对于 Cookie 更加安全，可以存储敏感信息。
 *  灵活性：可以存储复杂的数据结构，适合存储会话相关的数据。
 *  跨域问题：Session 数据存储在服务器上，因此可以在不同域名之间共享。

缺点：

*  存储开销：每个会话都需要在服务器上存储相关数据，可能增加服务器的负担。
 *  扩展性：需要使用外部存储或者分布式方案，以支持高负载或多服务器环境。

###### **令牌技术（如JWT）：** ######

优点：

*  无状态：令牌技术基于无状态的原则，服务器无需在后端存储会话数据，适用于分布式架构。
 *  跨平台：令牌可以在不同的平台和服务之间传递，适用于前后端分离的应用。
 *  可扩展性：可以在令牌中包含自定义的信息，适应各种场景的需求。

缺点：

*  安全性：令牌被篡改可能会导致安全问题，需要采取安全措施如加密和签名。
 *  令牌大小：令牌可能会比传统的会话标识（如Session ID）更大，增加网络传输开销。
 *  处理复杂度：在服务器端需要验证令牌的合法性，可能需要一些额外的代码和操作。

##### 2、JWT技术 #####

###### 1）全称:JSON Web Token ######

定义了一种简洁的、自包含的格式，用于在通信双方以json数据格式安全的传输信息。由于数字签名的存在，这些信息是可靠的。

###### 2）组成: ######

*  第一部分: Header(头)，记录令牌类型、签名算法等。例如: \{"alg":"HS256","type":"JWT")
 *  第二部分: Payload(有效载荷），携带一些自定义信息、默认信息等。例如: ("id":"1" "username":"Tom")
 *  第三部分:Signature(签名），防止Token被篡改、确保安全性。将header、payload，并加入指定秘钥，通过指定签名算法计算而来。![10cdc50812c34493aa48a5249e47a34f.png][]

###### 3）场景:登录认证 ######

*  登录成功后，生成令牌
 *  后续每个请求，都要携带JWT令牌，系统在每次请求处理之前，先校验令牌，通过后，再处理

###### 4）JWT生成 ######

示例：

@Test
    	public void testGenJwt(){
    		Map<String, Object> clamis = new HashMap<>();
    		clamis.put("age",18);
    		clamis.put("username","Young");
    		String jwt= Jwts.builder()
    					.setClaims(clamis)//自定义内容（载荷）
    					.signWith(SignatureAlgorithm.HS256,"Young")//签名算法
    					.setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 3600*1000))//有效期设置为一小时
    					.compact();
    		System.out.println(jwt);
    	}

以上代码中，`Jwts.builder()`：这是创建 JWT 令牌的生成器的起始点。可以通过它来逐步配置生成 JWT 所需的各个部分。

然后声明一个clamis对象，这里的 `claims` 是一个 `Map<String, Object>`，它包含了我希望在 JWT 的载荷（Payload）中添加的声明（claims）。在 JWT 中，载荷是一组包含有关令牌的信息的键值对。然后我将信息放入clamis中。

而其中的`.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "Young")`：这是指定如何对 JWT 进行签名的部分。`SignatureAlgorithm.HS256` 表示使用 HMAC SHA-256 签名算法，`Young`则是用于签名的密钥。

`.setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + expire))`：这里设置了 JWT 的过期时间。这里设置为1小时（毫秒数），用于指定从当前时间开始，多长时间后 JWT 将过期。

`.compact()`：这一步将各个配置组合起来生成最终的 JWT 令牌。

###### 5）JWT解析 ######

示例：

@Test
    	public void testParseJwt(){
    		Claims claims = Jwts.parser()
    				.setSigningKey("Young")//此处放入你所设置的签名密钥
    				.parseClaimsJws("You JWT")//此处放入生成的jwt密钥
    				.getBody();
    		System.out.println(claims);
    	}

附加：jwt生成和解码工具类：

public class JwtUtils {
    
        private static String signKey = "Young";
        private static Long expire = 43200000L;//设置有效期为24小时
    
        /**
         * 生成JWT令牌
         * @param claims JWT第二部分负载 payload 中存储的内容
         * @return
         */
        public static String generateJwt(Map<String, Object> claims){
            String jwt = Jwts.builder()
                    .addClaims(claims)
                    .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, signKey)
                    .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + expire))
                    .compact();
            return jwt;
        }
    
        /**
         * 解析JWT令牌
         * @param jwt JWT令牌
         * @return JWT第二部分负载 payload 中存储的内容
         */
        public static Claims parseJWT(String jwt){
            Claims claims = Jwts.parser()
                    .setSigningKey(signKey)
                    .parseClaimsJws(jwt)
                    .getBody();
            return claims;
        }
    }

注意要添加依赖：

<dependency>
                <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
                <artifactId>jjwt</artifactId>
                <version>0.9.1</version>
            </dependency>

[10cdc50812c34493aa48a5249e47a34f.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/13/4c78544d159649b297d6246729f54c58.png