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引言
上一期(传送门)我们讲了几种实现单点登录的方法。本期继续来讲单点登录,不过这次是谈具体实现,使用的方式自然是业界标准方法——认证中心的方式。
用户登录其实就是用户认证,并且在接下来的一段时间内让用户访问网站时可以使用其账户,而不需要再次登录的机制。用户认证和用户授权(Authorization)略有不同。用户授权指的是规定并允许用户使用自己的权限,例如发布帖子、管理站点等。我们先看下用户登录认证的这么一个过程。
登录过程
首先,Web应用的服务端让用户通过Web表单将自己的用户名和密码发送到服务器的接口。这一过程一般是一个HTTP POST请求。目前都是通过TLS加密传输(即HTTPS),从而避免敏感信息被嗅探。
用户 ---> 登录请求 POST/login formData: {username:"", password:"",} ---> 服务器
服务器收到来自客户端的用户请求后,就会和数据库核对用户名和密码。
后端 ---> 验证用户名和密码 ---> 数据库
核对用户名和密码成功后,应用将用户的id(图中的user_id)作为JWT Payload的一个属性,将其与头部分别进行Base64编码拼接后签名,形成一个JWT(JSON Web Token)。这里的JWT就是一个形同lll.zzz.xxx的字符串。
(一个JWT实际上就是一个字符串,它由三部分组成,头部、载荷与签名)
应用将JWT字符串作为该请求Cookie的一部分返回给用户。从安全性角度考虑,在这里必须使用HttpOnly属性来防止Cookie被JavaScript读取,从而避免跨站脚本攻击(XSS攻击)。
服务端 ---> setCookie: jwt=xxx; HttpOnly; max-age=... ---> 客户端
在Cookie失效或者被删除前,用户每次访问应用,服务端都会接受到含有jwt的Cookie。从而服务端就可以将JWT从请求中提取出来。服务端通过一系列任务检查JWT的有效性。例如,检查签名是否正确;检查Token是否过期;检查Token的接收方是否是自己(可选)。
服务端在确认JWT有效之后,JWT进行Base64解码(可能在上一步中已经完成),然后在Payload中读取用户的id值,也就是user_id属性。这里我们假设用户的id为1025。
服务端从数据库取到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。服务端根据用户请求进行响应。
JWT单点登录
我们上面说了JWT存储ID,简单提一下它和Session方式存储id的差异。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。一般而言,大型应用还需要借助一些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,可以明显减轻服务端的内存压力。除了用户id之外,还可以存储其他的和用户相关的信息,例如该用户是否是管理员、用户所在的分桶等。虽说JWT方式让服务器有一些计算压力(例如加密、编码和解码),但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,需要在不同场景下用数据说话。
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,每个子域名至少会对应一台不同的服务器,例如:
- www.baidu.com
- tieba.baidu.com
- baijiahao.baidu.com
- login.baidu.com
所以如果要实现在login.baidu.com登录后,在其他的子域名下可以取到Session,这要求我们在多台服务器上同步Session。这个上期也讲了,可以使用redis。但使用JWT的方式则没有这个问题的存在,因为用户的状态已经被传送到了客户端。因此,我们只需要将含有JWT的Cookie的domain设置为顶级域名即可,例如:
Set-Cookie: jwt=lll.zzz.xxx; HttpOnly; max-age=980000; domain=.baidu.com
这就是上期讲的父域cookie,注意domain必须设置为一个点加顶级域名,即.baidu.com。这样,taobao.com和*.baidu.com就都可以接受到这个Cookie,并获取JWT了。