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一、用户身份认证
1.1 单一服务器模式
一般过程如下：
- 1、用户向服务器发送用户名和密码
- 2、验证服务器后，相关数据（用户名、角色）将保存在当前会话session 中
- 3、服务器向用户返回 session_id，session 信息都会写入到用户的Cookie
- 4、用户的每个后续请求都将通过在 Cookie 中取出 session_id 传给服务器
- 5、服务器收到 session_id 并对比之前保存的数据，确认用户的身份
缺点：
- 单点性能压力，无法扩展
- 分布式架构中，需要session共享方案，session 共享方案存在性能瓶颈。
1.2 SSO模式
分布式，SSO 模型：单点登录 简称 SSO。它的解析是 在多个应用系统中，只需要登录一次，就可以访问其他相互信任的应用系统。
- 如图所示，业务B需要登录时，将跳转 SSO系统
- 业务A、业务B没有登录模块
- 而 SSO只有登录模块，没有其他的业务模块
一般过程如下：
- 1、当业务A、业务B需要登录时，将条状到 SSO 系统
- 2、SSO 从用户信息数据库中获取用户信息并校验用户信息，SSO 系统完成登录
- 3、然后将用户信息存入 缓存
- 4、当用户访问业务A 或业务B ，需要判断用户是否登录时，将跳转到SSO系统中进行用户身份验证，SSO 判断缓存中是否存在用户身份信息
- 5、这样，只要其中一个系统完成登录，其他的应用系统也就随之登录了，这就是单点登录的定义
优点：
用户身份信息独立管理，更好的分布式管理。可以自己扩展安全策略
缺点：
认证服务器访问压力较大
1.3 Token 模式
优点：
- 无状态：token是无状态的，session是有状态的
- 基于标准化：你的API可以采用标准的 JSON Web Token（JWT）
缺点：
- 占用宽带
- 无法在服务器端销毁
二、JWT 令牌
2.1 什么是 JWT 令牌
JWT 是 JSON WEB TOKEN 的缩写，即 json web 令牌，是一种自包含令牌。
JWT 的使用场景：
-
一种情况是 webapi，类似之前的阿里云播放凭证的功能
-
另一种情况是多web服务器下实现无状态分布式身份验证
- jwt 官网有一张认证过程的图
JWT 的作用：
- JWT 最重要的作用就是对 token 信息的防伪作用
JWT 的原理：
- 一个JWT 由三个部分组成：JWT 头、有效载荷、签名哈希
- 最后由这三者组合进行 base64 编码得到 JWT
2.2 JWT 令牌的组成
典型的，一个 JWT看起来如下图
该对象为一个很长的字符串，字符之间通过"."分隔符分为三个子串。
每一个子串表示了一个功能块，总共有以下三个部分：JWT头、有效载荷和签名
2.2.1 JWT 头
JWT头部分是一个描述JWT元数据的JSON对象，通常如下所示。
{
"alg": "HS256", // 加密算法
"typ": "JWT" // 固定类型
}
复制代码在上面的代码中，alg属性表示签名使用的算法，默认为HMAC SHA256（写为HS256）；typ属性表示令牌的类型，JWT令牌统一写为JWT。最后，使用Base64 URL算法将上述JSON对象转换为字符串保存。
2.2.2 有效载荷
有效载荷部分，是JWT的主体内容部分，也是一个JSON对象，包含需要传递的数据。 JWT指定七个默认字段供选择。
iss: jwt签发者
sub: 主题
aud: 接收jwt的一方
exp: jwt的过期时间，这个过期时间必须要大于签发时间
nbf: 定义在什么时间之前，该jwt都是不可用的.
iat: jwt的签发时间
jti: jwt的唯一身份标识，主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。
复制代码除以上默认字段外，我们还可以自定义私有字段，如下例：
{
"name": "Helen",
"admin": true,
"avatar": "helen.jpg"
}
复制代码请注意，默认情况下JWT是未加密的，任何人都可以解读其内容，因此不要构建隐私信息字段，存放保密信息，以防止信息泄露。
JSON对象也使用Base64 URL算法转换为字符串保存。
2.2.3 签名哈希
签名哈希部分是对上面两部分数据签名，通过指定的算法生成哈希，以确保数据不会被篡改。
首先，需要指定一个密码（secret）。该密码仅仅为保存在服务器中，并且不能向用户公开。然后，使用标头中指定的签名算法（默认情况下为HMAC SHA256）根据以下公式生成签名。
HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(claims), secret)
复制代码2.3 Base64 URL 算法
如前所述，JWT头和有效载荷序列化的算法都用到了Base64URL。该算法和常见Base64算法类似，稍有差别。
作为令牌的JWT可以放在URL中（例如api.example/?token=xxx）。 Base64中用的三个字符是"+"，"/"和"="，由于在URL中有特殊含义，因此Base64URL中对他们做了替换："="去掉，"+"用"-"替换，"/"用"_"替换，这就是Base64URL算法。
注意： base64编码，并不是加密，只是把明文信息变成了不可见的字符串。但是其实只要用一些工具就可以把base64编码解成明文，所以不要在JWT中放入涉及私密的信息。
2.4 JWT 用法
客户端接收服务器返回的 JWT ，将其存储在 cookie 或 localStroege 中
此后，客户端将在与服务器交互中都会带 JWT ，如果将它存储在 Cookie 中，就可以自动发送，但是不会跨域，因此一般是将它放入 HTTP 请求的 Header Authorization 字段中
当跨域时，也可以将 JWT 放置于 POST 请求的数据主体中。
三、JWT问题和趋势
1、JWT默认不加密，但可以加密。生成原始令牌后，可以使用该令牌再次对其进行加密。
2、当JWT未加密时，一些私密数据无法通过JWT传输。
3、JWT不仅可用于认证，还可用于信息交换。善用JWT有助于减少服务器请求数据库的次数。
4、JWT的最大缺点是服务器不保存会话状态，所以在使用期间不可能取消令牌或更改令牌的权限。也就是说，一旦JWT签发，在有效期内将会一直有效。
5、JWT本身包含认证信息，因此一旦信息泄露，任何人都可以获得令牌的所有权限。为了减少盗用，JWT的有效期不宜设置太长。对于某些重要操作，用户在使用时应该每次都进行身份验证。
6、为了减少盗用和窃取，JWT不建议使用HTTP协议来传输代码，而是使用加密的HTTPS协议进行传输。