身份认证与授权方案

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概述

JWT、Token + Redis 和 SSO（OAuth2） 都是常见的身份验证和授权方案，它们都有自己的优缺点和适用场景，下面对它们进行比较。
需要注意的是，这三种方案并不是完全互斥的，而是可以互相补充和组合。在实际应用中，应根据具体的场景和需求，选择最适合自己的方案。

常见方案对比

JWT

使用 JWT，可以在一定程度上替代 Redis 的某些使用场景。Redis 通常用于存储会话信息、缓存数据、消息队列等，而 JWT 可以用于传递会话信息、授权信息等，因此可以避免一些常规的 Redis 使用场景。

具体而言，使用 JWT 可以实现无状态（stateless）的身份验证和授权，不需要在服务器端存储会话信息，也不需要每次请求都从 Redis 中获取数据。这样可以减轻服务器的负担，提高系统的性能和可扩展性。同时，JWT 还可以通过设置过期时间和刷新令牌等方式，实现会话管理和安全性控制，进一步简化了服务器端的逻辑。

用户基本信息可以直接放在 JWT 的 payload 中，注意敏感信息不要放在这里面。如 username，nickname，role、email、empid 等。

对比	说明
优点	`JWT` 的最大优点在于它的无状态性，它不需要在服务器端存储会话信息，可以轻松地实现分布式和高可扩展性。同时，JWT 还可以包含任意数量的声明，可以根据需要灵活地扩展和定制，使用方便。
缺点	`JWT` 的缺点在于它的签名机制，并不能实现完全的加密保护。同时，如果要撤销 `JWT`，就必须等待其过期，无法实现即时失效。

适用场景：去中心化，适合于无状态的 Web 应用，特别是移动端应用，可以用于实现单点登录和分布式系统的身份验证和授权。

Token + Redis

对比	说明
优点	`Token + Redis` 的优点在于它的即时失效性，可以立即撤销令牌，提高了安全性。同时，它可以使用 `Redis` 存储会话信息，支持大规模分布式系统。
缺点	`Token + Redis` 的缺点在于它的可扩展性，如果需要增加服务器节点，就必须同步会话信息，增加了开发和维护成本。

适用场景：适合于对安全性要求较高、会话管理较为复杂的 Web 应用，特别是 B2B 系统或企业内部系统。

SSO（OAuth2）

对比	说明
优点	`SSO` 的优点在于它的灵活性和安全性，可以支持多种身份验证和授权方案，包括本地身份验证、社交账号登录、企业身份认证等，提高了用户的使用体验和安全性。同时，`SSO` 还可以支持单点登录，避免用户重复登录多个应用。
缺点	`SSO` 的缺点在于它的开发和维护成本较高，需要处理多个应用之间的信任关系、权限分配等复杂的问题。同时，如果系统遭受攻击，可能会影响多个应用的安全性。

适用场景：适合于大型企业内部系统、社交平台等多应用场景，要求支持多种身份验证和授权方案，提供单点登录功能，同时有较高的安全性和稳定性要求。

JWT 原理

介绍

JWT（JSON Web Token） 是一种用于在网络中传输声明 （claims） 的开放标准 （RFC 7519），它可以在客户端和服务器之间安全地传递信息，以便验证和识别用户。

可以使用 JWT 官网 Debugger 功能进行验证真伪。

需要注意的是，JWT 仅提供了数据的完整性和可靠性，但并没有提供数据的加密性。如果需要保护数据的隐私性，应该使用加密算法对数据进行加密。另外，由于 JWT 本身是基于 HTTP 协议的，因此也需要考虑一些常见的安全风险，例如 XSS、CSRF 等。

组成部分

JWT 由三部分组成：头部 （header）、载荷 （payload） 和签名 （signature）：

头部：描述了生成的 JWT 的元数据，通常包括两个属性：算法 （alg） 和类型 （typ），这里使用的是 JSON 格式。
载荷：包含了需要传递的信息（称为声明），可以包含多个声明，通常包括用户身份信息、访问权限、过期时间等，这里使用的是 JSON 格式。
签名：用于验证 JWT 的完整性和可靠性，通常使用一个密钥 （secret） 进行签名，并将头部和载荷的内容与密钥一起进行哈希计算，以生成签名。

验证流程

JWT 的生成和验证流程如下：

服务器生成 JWT，使用算法和密钥对头部和载荷进行签名，将签名和 JWT 发送给客户端。
客户端将 JWT 存储在本地，并在请求服务器时将其作为 Authorization 头部或 Cookie 发送给服务器。
服务器接收到请求，从 Authorization 头部或 Cookie 中获取 JWT，并对其进行解密，验证签名和过期时间。
如果 JWT 验证通过，则从载荷中获取用户身份信息，使用这些信息进行鉴权和授权，并响应客户端请求。

优点

可扩展性：JWT 可以包含任意数量的声明，可以根据需要灵活地扩展和定制。
简单性：JWT 的结构简单明了，易于使用和理解。
安全性：JWT 使用签名保证了数据的完整性和可靠性，防止数据被篡改和伪造。
无状态性：JWT 不需要在服务器端存储状态信息，所有信息都被包含在 JWT 中，降低了服务器的负担。

代码示例

Go 后端

package main

import (
    "errors"
    "fmt"
    "github.com/dgrijalva/jwt-go"
    "time"
)

const (
    // JWT 密钥
    SECRET_KEY = "random_strings"
)

type PayloadClaims struct {
    Name  string `json:"name"`
    Email string `json:"email"`
    jwt.StandardClaims
}

func (c PayloadClaims) Valid() error {
    if err := c.StandardClaims.Valid(); err != nil {
        return err
    }
    if c.Name == "" {
        return errors.New("missing account name")
    }
    if c.Email == "" {
        return errors.New("missing email")
    }
    return nil
}

// 构建JWT
func GenerateJWT(payload PayloadClaims) (string, error) {
    // 生成 JWT Token
    token := jwt.NewWithClaims(jwt.SigningMethodHS256, payload)

    // 获取 JWT 密钥
    s := []byte(SECRET_KEY)

    // 对 JWT 进行签名
    tokenString, err := token.SignedString(s)
    if err != nil {
        return "", err
    }
    return tokenString, nil
}

// 验证JWT
func ValidateJWT(token string) (*PayloadClaims, error) {
    tokenClaims, err := jwt.ParseWithClaims(token, &PayloadClaims{}, func(token *jwt.Token) (interface{}, error) {
        return []byte(SECRET_KEY), nil
    })
    if tokenClaims != nil {
        if claims, ok := tokenClaims.Claims.(*PayloadClaims); ok && tokenClaims.Valid {
            return claims, nil
        }
    }
    return nil, err
}

func main() {
    // 计算两小时后的时间戳
    expiresAt := time.Now().Add(2 * time.Hour).Unix()

    // 构造用户数据
    profile := PayloadClaims{
        // 自定义声明
        Name:  "Mystic",             // Name 字段
        Email: "mystic@example.com", // Email 字段
        // 标准声明
        StandardClaims: jwt.StandardClaims{
            Audience:  "Mystic",     // JWT 的接收者，用于标识 JWT 的预期接收者
            ExpiresAt: expiresAt,    // JWT 的过期时间，用 Unix 时间戳表示（单位：秒），在过期时间之后，接收方不应再接受这个 JWT
            Issuer:    "admin",      // JWT 的发行者，用于标识 JWT 的颁发者
            Subject:   "example",    // JWT 的主题，用于标识 JWT 的主题或拥有者
        },
    }

    // 获取 JWT 字符串
    token, _ := GenerateJWT(profile)
    fmt.Println(token)

    // 解析 JWT 载荷信息
    if claims, err := ValidateJWT(token); err != nil {
        panic(fmt.Sprintf("Invalid token:\n %v", err))
    } else {
        fmt.Println(claims.Name)
        fmt.Println(claims.Email)
        fmt.Println(claims.Audience)
        fmt.Println(claims.ExpiresAt)
    }
}

JS 前端

// 假设存储在浏览器 localStorage 中，先获取 jwt 字符串
let token = localStorage.getItem("jwtToken");

// 获取 jwt 的载荷部分
let payload = token.split(".")[1];

// 解析成 json 字符串
let jsonData = atob(payload);

// 反序列化
let objects = JSON.parse(jsonData);

// 输出信息
console.log(objects);