简介

JWT，全称是 Json Web Token， 是 JSON 风格轻量级的授权和身份认证规范，可实现无状态、
分布式的 Web 应用授权；官网：https://jwt.iohttps://jwt.io
GitHub 上 jwt 的 java 客户端：https://github.com/jwtk/jjwthttps://github.com/jwtk/jjwt
我们最终可以利用 jwt 实现无状态登录

数据格式

JWT 包含三部分数据：

  • Header：头部，通常头部有两部分信息：

  • token 类型：JWT

  • 加密方式：base64（HS256)

  • Payload：载荷，就是有效数据，一般包含下面信息：

  • 用户身份信息（注意，这里因为采用 base64 编码，可解码，因此不要存放敏感信息）

  • 注册声明：如 token 的签发时间，过期时间，签发人等,这部分也会采用 base64 编码，得到第二部分数据。

  • Signature：签名

  • 是整个数据的认证信息。根据前两步的数据，再加上指定的密钥（secret）（不要泄漏，最好周期性更换），通过 base64 编码生成。用于验证整个数据完整和可靠性

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交互流程

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步骤：

  • 1、用户登录
  • 2、服务的认证，通过后根据 secret 生成 token
  • 3、将生成的 token 返回给浏览器
  • 4、用户每次请求携带 token
  • 5、服务端利用秘钥解读 jwt 签名，判断签名有效后，从 Payload 中获取用户信息
  • 6、处理请求，返回响应结果

因为 JWT 签发的 token 中已经包含了用户的身份信息，并且每次请求都会携带，这样服务的
就无需保存用户信息，甚至无需去数据库查询，完全符合了 Rest 的无状态规范

授权中心流程

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优势

  • 易于水平扩展

  • 在 cookie-session 方案中，cookie 内仅包含一个 session 标识符，而诸如用户信息、授权列表等都保存在服务端的 session 中。如果把 session 中的认证信息都保存在JWT 中，在服务端就没有 session 存在的必要了。当服务端水平扩展的时候，就不用处理 session 复制（session replication）/ session 黏连（sticky session）或是引入外部 session 存储了[实际上 spring-session 和 hazelcast 能完美解决这个问题]。

  • 防护 CSRF（跨站请求伪造）攻击

  • 访问某个网站会携带这个域名下的 cookie。所以可能导致攻击。但是我们可以把 jwt放在请求头中发送。

  • Jwt 放在请求头中，就必须把 jwt 保存在 cookie 或者 localStorage 中。保存这里 js就会读写，又会导致 xss 攻击。可以设置 cookie，httponly=true 来防止 xss

  • 安全

  • 只是 base64 编码了，cookie+session 直接将数据保存在服务端，看都看不见，请问哪个更安全？

问题

  • 我们不建议使用 jwt+cookie 代替 session+cookie 机制，jwt 更适合 restful api

  • jwt token 泄露了怎么办？

  • 这个问题可以不考虑，因为 session+cookie 同样泄露了 cookie 的 jsessionid 也会有这个问题

  • 我们可以遵循以下规范减少风险

  • 使用 https 加密应用

  • 返 回 jwt 给 客 户 端 时 设 置 httpOnly=true 并 且 使 用 cookie 而 不 是LocalStorage 存储 jwt，防止 XSS 攻击和 CSRF 攻击

  • secret 如果泄露会导致大面积风险

  • 定期更新

  • Secret 设计可以和用户关联起来，每个用户不一样。防止全用一个 secret

  • 注销和修改密码

  • 传统的 session+cookie 方案用户点击注销，服务端清空 session 即可，因为状态保存在服务端。我们不害怕注销后的假登录

  • Jwt 会有问题。用户如果注销了或者修改密码了。恶意用户还使用之前非法盗取来的 token，可以在不重新登录的情况下继续使用

  • 可以按程度使用如下设计，减少一定的风险

  • 清空客户端的 cookie，这样用户访问时就不会携带 jwt，服务端就认为用户需要重新登录。这是一个典型的假注销，对于用户表现出退出的行为，实际上这个时候携带对应的 jwt 依旧可以访问系统。

  • 清空或修改服务端的用户对应的 secret，这样在用户注销后，jwt 本身不变，但是由于 secret 不存在或改变，则无法完成校验。这也是为什么将secret 设计成和用户相关的原因

  • 借助第三方存储，管理 jwt 的状态，可以以 jwt 为 key，去 redis 校验存在性。但这样，就把无状态的 jwt 硬生生变成了有状态了，违背了 jwt的初衷。实际上这个方案和 session 都差不多了。

  • 修改密码则略微有些不同，假设号被到了，修改密码（是用户密码，不是jwt 的 secret）之后，盗号者在原 jwt 有效期之内依旧可以继续访问系统，所以仅仅清空 cookie 自然是不够的，这时，需要强制性的修改 secret

  • 续签问题

  • 传统的 cookie 续签方案一般都是框架自带的，session 有效期 30 分钟，30分钟内如果有访问，session 有效期被刷新至 30 分钟。而 jwt 本身的 payload之中也有一个 exp 过期时间参数，来代表一个 jwt 的时效性，而 jwt 想延期这个 exp 就有点身不由己了，因为 payload 是参与签名的，一旦过期时间被修改，整个 jwt 串就变了，jwt 的特性天然不支持续签！

  • 可如下解决，但都不是完美方案

  • 每次请求刷新 jwt：简单暴力，性能低下，浪费资源。

  • 只要快要过期的时候刷新 jwt：jwt 最后的几分钟，换新一下。但是如果用户连续操作了 27 分钟，只有最后的 3 分钟没有操作，导致未刷新jwt，就很难受。

  • 完 善 refreshToken ： 借 鉴 oauth2 的 设 计 ， 返 回 给 客 户 端 一 个refreshToken，允许客户端主动刷新 jwt。这样做，还不如用 oauth2

  • 使用 redis 记录独立的过期时间:jwt 作为 key，在 redis 中保存过期时间，每次使用在 redis 中续期，如果 redis 没有就认为过期。但是这样做，还不如用 session+cookie

总结

  • 在 Web 应用中，别再把 JWT 当做 session 使用，绝大多数情况下，传统的cookie-session 机制工作得更好
  • JWT 适合一次性的命令认证，颁发一个有效期极短的 JWT，即使暴露了危险也很小，由于每次操作都会生成新的 JWT，因此也没必要保存 JWT，真正实现无状态

作者声明

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