JWT与传统Token机制对比：实现安全高效的用户认证
在现代Web应用步伐中，用户认证是一个至关重要的环节。传统的Session机制固然简单易用，但在分布式体系中却面对诸多挑战。相比之下，JSON Web Tokens（JWT）作为一种轻量级的认证机制，因其无需依靠服务器端存储用户状态的特点而受到广泛青睐。本文将深入探究JWT的工作原理、优缺点以及在实际项目中的整合策略。一、JWT简介
JWT是一种开放尺度（RFC 7519），它界说了一种自包罗的凭据，用于在各方之间以安全的方式传输信息。JWT由三部分组成：Header（头部）、Payload（载荷）和Signature（签名）。
[*] Header：包罗了令牌范例和签名算法的信息。比方：
{
"alg":"HS256",
"type","JWT"
}
[*] Payload：是JWT的主题部分，包罗了一系列声明（Claims）。声明是关于主体的信息，通常用来传输用户数据。比方：
1{
2"userId": "1",
3"username": "mayikt"
4}
[*] Signature：用于验证数据的完备性和确认JWT是否被篡改。它是通过将Header、Payload和一个密钥（Secret）按照指定算法盘算得出的结果。这个密钥只能由服务端持有，并且用于验证JWT的有效性。
其中，尺度中注册的声明有
[*]iss: jwt签发者
[*]sub: jwt所面向的用户
[*]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: 界说在什么时间之前，该jwt都是不可用的.
[*]iat: jwt的签发时间
[*]jti: jwt的唯一身份标识，重要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。
二、JWT vs 传统Token
2.1 Session机制的范围性
在传统的Web应用中，Session是最常用的用户状态管理方案。然而，随着微服务架构的兴起，Session机制面对着如下挑战：
[*]集群环境下共享困难：在分布式体系中，由于Session数据通常存储在单台服务器上，导致其他节点无法访问到同一用户的Session信息，这限定了体系的横向扩展能力。
2.2 传统Token机制
传统的Token机制通常指通过用户登录生成一个唯一的标识符（Token），并将此Token与用户ID关联后存储在Redis等缓存数据库中。客户端每次请求时都必要携带这个Token，服务器则通过查询Redis来验证Token的有效性。
这种方式固然解决了Session在分布式环境下的共享问题，但仍存在以下不敷：
[*]埋伏了数据的真实性：由于Token本身并不包罗任何用户信息，因此服务器必须每次都查询数据库来获取用户详情。
2.3 JWT的优势
与上述两种方案相比，JWT具有以下显着优点：
[*]减轻服务器端压力：JWT将用户信息直接编码在Token内，无需每次请求都查询数据库。
[*]轻量级且易于解析：采用JSON格式，便于前后端之间的数据互换。
[*]跨语言支持：由于其基于尺度的开放协议，可以在不同编程语言之间无缝集成。
[*]
三、JWT在项目中的应用
3.1 Maven依靠设置
要在Spring Boot项目中利用JWT，直接引入干系依靠即可：
<!-- jwt 依赖 -->
<dependency>
<groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
<artifactId>jjwt</artifactId>
<version>0.9.1</version>
</dependency> 之后即可通过生成或解析token，示比方下：
//存入用户信息，生成token
// 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。
JwtBuilder jwtBuilder = Jwts.builder()
.setId("8888")
.setSubject("Rose") // jwt所面向的用户
.setIssuedAt(new Date())//创建token的日期
.signWith(SignatureAlgorithm.HS256,"abcde") //使用的算法，加密的盐值,盐值不能太短，否则报错
.setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis()+过期时间毫秒))//设置token失效时间
//可以通过claim方法自定义添加属性到token里面，使用key-value格式,
// 也可以直接传入map，通过addClaims(map)实现
.claim("name","admin")
.claim("logo","xxx.jpg"); //使用jwts解析token
Claims body = Jwts.parser().setSigningKey("abcde") //预先设置的盐值
.parseClaimsJws(token)//要解析的token，jws即签名后的jwt
.getBody(); //获取信息
//通过body获取内部信息
String name = body.get("name")； 3.2 整合Spring Security
为了更好地保护API接口，通常还会结合Spring Security框架来实现基于JWT的安全认证。此时，必要添加额外的依靠：
<!--添加security提供的jwt包,使用security整合oauth2.0-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.security</groupId>
<artifactId>spring-security-jwt</artifactId>
<version>1.1.1.RELEASE</version>
</dependency> 3.2.1 设置Token存储策略
设置token存储策略，设置JwtTokenStoreConfig类，利用jwt存储token
/**
* jwt配置类，
* 1，设置token存储方式为jwt存储，并将TokenStore注入的spring容器
*
*,2，配置jwt生成token的返回实现类，JwtAccessTokenConverter，设置秘钥，返回JwtAccessTokenConverter对象，注入容器
*/
@Configuration
public class JwtTokenStoreConfig{
/**
*设置token存储方式为jwt存储
* @return
*/
@Bean
public TokenStore jwtTokenStore(){
return new JwtTokenStore(jwtAccessTokenConverter());
}
//配置jwt生成token的返回实现类
@Bean
public JwtAccessTokenConverter jwtAccessTokenConverter(){
JwtAccessTokenConverter converter = new JwtAccessTokenConverter();
//配置jwt使用的秘钥
converter.setSigningKey("test_key");
return converter;
}
//将jwt内容增强器注入为bean
@Bean
public JwtTokenEnhancer jwtTokenEnhancer(){
return new JwtTokenEnhancer();
}
} 其中，JwtTokenEnhancer类用于在JWT中添加自界说信息：
/**
* jwt内容增强器，即通过该类可以在token当中添加自定义的属性
*
*
*/
public class JwtTokenEnhancer implements TokenEnhancer {
@Override
public OAuth2AccessToken enhance(OAuth2AccessToken oAuth2AccessToken, OAuth2Authentication oAuth2Authentication) {
Map<String, Object> info = new HashMap<>();
info.put("enhance","enhance info");
//oAuth2AccessToken向上转型为DefaultOAuth2AccessToken，获取方法setAdditionalInformation，通过该方法添加内容到token
((DefaultOAuth2AccessToken)oAuth2AccessToken).setAdditionalInformation(info);
return oAuth2AccessToken;
}
} 3.2.2 客户端授权设置
@Autowired
private PasswordEncoder passwordEncoder;
/**
* 预先设置TokenStore（token存储方式）为jwt存储，并注入spring容器，redis存储无需配置token转换器
* 此处需要配合@Qualifier注解使用name属性注入，因为TokenStore类型的实现类不止一个，type类型的注入无法识别应该注入哪一个bean
*/
@Autowired
@Qualifier("jwtTokenStore")
private TokenStore tokenStore;
//注入accessToken和JwtToken的相互转换的处理类
@Autowired
private JwtAccessTokenConverter jwtAccessTokenConverter;
//自动注入jwt内容增强器
@Autowired
private JwtTokenEnhancer jwtTokenEnhancer;
/**
** 密码模式需要重写该方法,并且需要提前把AuthenticationManager注入到spring容器
*/
@Autowired
private UserService userService;
@Autowired
private AuthenticationManager authenticationManager;
@Override
public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) throws Exception {
//配置jwt内容增强,即额外向token添加自定义属性
TokenEnhancerChain tokenEnhancerChain = new TokenEnhancerChain();
List<TokenEnhancer> delegates = new ArrayList<>() ;
delegates.add(jwtTokenEnhancer);
delegates.add(jwtAccessTokenConverter);
tokenEnhancerChain.setTokenEnhancers(delegates);
//使用用户手动授权，即开启密码模式
endpoints.authenticationManager(authenticationManager)
.userDetailsService(userService)
//设置token存储方式，此处为jwt存储token
.tokenStore(tokenStore)
//使用jwtAccessTokenConverter生成token
.accessTokenConverter(jwtAccessTokenConverter)
//添加自定义token属性
.tokenEnhancer(tokenEnhancerChain);
} 四、末了
JWT作为一种新兴的身份验证机制，以其独特的自包罗特性解决了传统Session机制在分布式环境下的范围性。它不但简化了开辟流程，提高了体系性能，同时也为构建更加安全可靠的Web应用提供了有力支持。然而，JWT也有其固有的缺陷，好比一旦生结果无法修改等问题。因此，在实际应用中，开辟者需根据具体场景灵活选择最符合的认证方案。
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！更多信息从访问主页：qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及商务社交产业平台。
页:
[1]