认证:Spring Security + JWT

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Session、Cookie与Token

session与cookie

会话就是客户端和服务器之间发生的一系列连续的请求和响应的过程。会话状态指服务器和浏览器在会话过程中产生的状态信息,借助于会话状态,服务器能够把属于同一次会话的一系列请求和响应关联起来。http本身是无状态协议

实现会话有两种方式:session和cookie。

Session:在服务器端记录信息确定用户身份,相应的也增加了服务器的存储压力。客户端浏览器访问服务器的时候,服务器把客户端信息以某种形式记录在服务器上

cookie:服务端在HTTP响应中附带传给浏览器的一个小的文本文件,一旦浏览器保存了某个Cookie,在之后的请求和响应过程中,会将此Cookie来回传递,这样就可以通过Cookie这个载体完成客户端和服务端的数据交互

Session工作流程

当用户第一次通过浏览器使用用户名和密码访问服务器时,服务器会验证用户数据,验证成功后在服务器端写入session数据,向客户端浏览器返回sessionid,浏览器将sessionid保存在cookie中,当用户再次访问服务器时,会携带sessionid,服务器会拿着sessionid从服务器获取session数据,然后进行用户信息查询,查询到,就会将查询到的用户信息返回,从而实现状态保持

弊端:

服务器压力增大

  通常session是存储在内存中的,每个用户通过认证之后都会将session数据保存在服务器的内存中,而当用户量增大时,服务器的压力增大。

CSRF跨站伪造请求攻击

  一般session是基于cookie进行用户识别的, cookie如果被截获,用户就会很容易受到跨站请求伪造的攻击。即使不用cookie,用重写url方式发送sessionId,那就更容易被截获信息了

扩展性不强

  想象这么一个场景,若项目在多个服务器上部署,那我再其中一台登录了,称为A,session也保存到A中,万一下次我访问到另外一台服务器B怎么办?B上没有A的session呢?为了解决这个问题,我们需要将session保存到数据库中,所以每次保存这些session信息就是一个负担了,增加了服务器的存储压力。

token

Token的意思是“令牌”,是服务端生成的一串加密字符串(服务器端并不进行保存),作为客户端进行请求的一个标识。当用户第一次登录后,服务器生成一个token并将此token返回给客户端浏览器,以后客户端只需带上这个token前来请求数据即可,无需再次带上用户名和密码。   浏览器会将接收到的token值存储在Local Storage中,浏览器再次访问时服务器端时,服务器对浏览器传来的token值进行解密,解密完成后进行用户数据的查询,如果查询成功,则通过认证,实现状态保持,所以,即使有了多台服务器,服务器也只是做了token的解密和用户数据的查询,它不需要在服务端去保留用户的认证信息或者会话信息,这就意味着基于token认证机制的应用不需要去考虑用户在哪一台服务器登录了,这就为应用的扩展提供了便利,同时服务器也不需要保存token,token的出现就解决了session的弊端,成为了session的替代品。

总结

token 是无状态的,后端不需要记录信息,每次请求过来进行解密就能得到对应信息。 session 是有状态的,需要后端每次去检索id的有效性。不同的session都需要进行保存,但也可以设置单点登录,减少保存的数据。 session与token的选择是空间与时间博弈,为什么这么说呢,是因为token不需要保存,不占存储空间,但每次访问都需要进行解密,消耗了一定的时间。 在一般的前后端分离项目中,token展现出了它的优势,成为了比session更好的选择

JWT

JWT其实就是一种被广泛使用的token,它的全称是JSON Web Token,它通过数字签名的方式,以JSON对象为载体,在不同的服务终端之间安全地传输信息。

JWT由3部分组成,用.拼接:

Header : 保存了令牌类型type和所使用的的加密算法,例如:

{
  'typ': 'JWT',
  'alg': 'HS256'
}

Payload : 请求体和其它一些数据,例如包含了和用户相关的一些信息

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "admin": true
}

Signature: 主要是把头部的base64UrlEncode与负载的base64UrlEncode拼接起来,再进行HMACSHA256加密等最终得到的结果作为签名部分

var encodedString = base64UrlEncode(header) + '.' + base64UrlEncode(payload);
​
var signature = HMACSHA256(encodedString, 'secret'); // TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

Spring Security

SpringSecurity 采用的是责任链的设计模式,是一堆过滤器链的组合。

过滤器链

WebAsyncManagerIntegrationFilter :将 Security 上下文与 Spring Web 中用于处理异步请求映射的 WebAsyncManager 进行集成。

SecurityContextPersistenceFilter:在每次请求处理之前将该请求相关的安全上下文信息加载到 SecurityContextHolder 中,然后在该次请求处理完成之后,将 SecurityContextHolder 中关于这次请求的信息存储到一个“仓储”中,然后将 SecurityContextHolder 中的信息清除,例如在Session中维护一个用户的安全信息就是这个过滤器处理的。

HeaderWriterFilter:用于将头信息加入响应中。

CsrfFilter:用于处理跨站请求伪造。

LogoutFilter:用于处理退出登录。

UsernamePasswordAuthenticationFilter:用于处理基于表单的登录请求,从表单中获取用户名和密码。默认情况下处理来自 /login 的请求。从表单中获取用户名和密码时,默认使用的表单 name 值为 username 和 password,这两个值可以通过设置这个过滤器的usernameParameter 和 passwordParameter 两个参数的值进行修改。

DefaultLoginPageGeneratingFilter:如果没有配置登录页面,那系统初始化时就会配置这个过滤器,并且用于在需要进行登录时生成一个登录表单页面。

BasicAuthenticationFilter:检测和处理 http basic 认证。

RequestCacheAwareFilter:用来处理请求的缓存。

SecurityContextHolderAwareRequestFilter:主要是包装请求对象request。

AnonymousAuthenticationFilter:检测 SecurityContextHolder 中是否存在 Authentication 对象,如果不存在为其提供一个匿名 Authentication。

SessionManagementFilter:管理 session 的过滤器

ExceptionTranslationFilter:处理 AccessDeniedException 和 AuthenticationException 异常。

FilterSecurityInterceptor:可以看做过滤器链的出口。

RememberMeAuthenticationFilter:当用户没有登录而直接访问资源时, 从 cookie 里找出用户的信息, 如果 Spring Security 能够识别出用户提供的remember me cookie, 用户将不必填写用户名和密码, 而是直接登录进入系统,该过滤器默认不开启。

需要实现的过滤器

LogoutSuccessHandler:表示登出处理器

验证码过滤器 Filter

登录认证成功、失败处理器

BasicAuthenticationFilter:该过滤器用于普通http请求进行身份认证

AuthenticationEntryPoint:表示认证失败处理器

AccessDenieHandler:用户发起无权限访问请求的处理器

UserServiceDatils 接口:该接口十分重要,用于从数据库中验证用户名密码

PasswordEncoder密码验证器