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JWT实现分布式Session?行不?

享学课堂特邀作者:老顾

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前言

小伙伴们老顾在上一篇【微服务架构下分布式Session】介绍了Session实现方式,这篇文章中我们来了解一下JWT是何方神圣?以及JWT来实现分布式Session

JWT是什么

JWT一看就是简称,它的全称JSON Web Token,从字面上我们看出

1、数据是JSON格式

2、用于Web应用

3、是一个Token,也就是一个令牌方式

看看官方的说明,它定义了一种紧凑且自包含的方式,用于在各方之间以JSON对象进行安全传输信息。这些信息可以通过对称/非对称方式进行签名,防止信息被串改

紧凑的含义:就是JWT比较小,数据量不大,可以通过URL、POST参数或Header请求头方式进行传输。 自包含的含义:jwt可以让用户自定义JWT里面包含的用户信息,如:姓名、昵称等(不要放隐密的信息)。从而避免了多次查询数据库

JWT数据结构

JWT由三个部分组成

1、Header

2、Payload

3、Signature

三者组合在一起

Header.Payload.Signature
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案例

看上去是不是满乱,我们来依次看下里面的结构。

Header

这个是JWT第一段数据,表示头部信息,主要的作用是描述JWT的元数据,上面的案例就是:

{
 alg: "HS256",
 typ: "JWT"
}
复制代码

1、alg属性表示签名的算法,默认算法为HS256,可以自行别的算法。

2、typ属性表示这个令牌的类型,JWT令牌就为JWT。

上面的JSON数据会通过Base64算法进行编码而成,看工具图

Payload

此为JWT第二段数据,用来存放实际需要传递的数据。JWT官方也规定了7个字段供选用

当然除了官方字段,我们可以自定义字段,以上面的案例,我们看下实际的数据

注意:这段也是用Base64算法,JWT默认是不加密的,任何人都可以获取,只要进行Base64解码就行了,所以不要把隐密的信息放到JWT中

Signature

此为JWT第三段数据,主要作用是对前面两段的数据进行签名,防止数据篡改。一般我们进行签名的时候会有个密钥(secret)只有服务器知道,然后利用Header中的签名算法进行签名,公式如下:

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload),
  secret)
复制代码

算出签名后,把Header、Payload、Signature三个部分拼成一个字符串,之间用(.)分隔,这样就可以把组合而成的字符串返回给用户了。

JWT的工作方式

在用户进行认证登录时,登录成功后服务器会返回一个JWT给客户端;那这个JWT就是用户的凭证,以后到哪里去都要带上这个凭证token。尤其访问受保护的资源的时候,通常把JWT放在Authorization header中。要用 Bearer schema,如header请求头中:

Authorization: Bearer <token>
复制代码

基于JWT的身份认证

上面的JWT的工作方式,其实就是一个完整的身份认证流程,我们这里把这个讲的在通俗一点。

1、用户提供用户名和密码登录

2、服务器校验用户是否正确,如正确,就返回token给客户端,此token可以包含用户信息

3、客户端存储token,可以保存在cookie或者local storage

4、客户端以后请求时,都要带上这个token,一般放在请求头中

5、服务器判断是否存在token,并且解码后就可以知道是哪个用户

6、服务器这样就可以返回该用户的相关信息

这个流程小伙伴们有没有发现,用户信息是放在JWT中的是存放在客户端(cookie,local storage)中的,服务器只需解码验证就行了,就可以知道获取到用户信息。而我们之前的Session方式就不一样。

与Session-Cookie方式的区别

Session-Cookie方式的这里就不多作介绍了,之前文章已经介绍了。直接上图说明区别

上图是Sesson服务器方式,我们发现Session用户信息是在服务器端存储的。 我们再来看看JWT方式

上面的token即用户信息是存储在客户端的,服务器端只要解码即可。

JWT方式认证的好处

1、因为token存储在客户端,服务器只负责解码。这样不需要占用服务器端资源

2、服务器端可以无限扩展,负载均衡器可以将用户传递到任何服务器,服务器都能知道用户信息,因为jwt里面包含了。

3、数据安全,因为有签名,防止了篡改,但信息还是透明的,不要放敏感信息。

4、放入请求头提交,很好的防止了csrf攻击

说了这么多的好处,那是不是JWT就非常适合替换掉Session方式呢?

JWT方式的坏处

一、token失效问题

JWT方式最大的坏处就是无法主动让token失效,小伙伴们会说token不是有过期时间吗?是的,token本身是有过期时间,但token一旦发出,服务器就无法收回

如:一个jwt的token的失效时间是3天,但我们发现这个token有异常,有可能被人登录,那真实的用户可以修改密码。但是即使修改了密码,那个异常的token还是合法的,因为3天的失效时间未到,我们服务器是没法主动让异常token失效

二、数据延时,不一致问题

还有个问题就是因为jwt中包含了用户的部分信息,如果这些部分信息修改了,服务器获取的还是以前的jwt中的用户信息,导致数据不一致。

总结

小伙伴们怎么去选择Session的方式,是用传统的Sesion-Cookie服务器方式,还是用JWT方式,具体集合业务看。不过老顾这里推荐还是用传统的方式,因为以后的业务很有可能会用到用户Session。好了,谢谢!!!

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