16| 分布式应用下登录检验解决方案 JWT

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JWT 是一个开放标准，它定义了一种用于简洁，自包含的用于通信双方之间以 JSON 对象的形式安全传递信息的方法。 可以使用 HMAC 算法或者是 RSA 的公钥密钥对进行签名。**通过一定规范来生成token，然后可以通过解密算法逆向解密token，这样就可以获取用户信息**

优点

- `生产的token可以包含基本信息`，比如id、用户昵称、头像等信息，避免再次查库
- 存储在客户端，`不占用服务端的内存资源`

缺点

- token是经过base64编码，所以`可以解码`，因此token加密前的对象`不应该包含敏感信息`，如用户权限，密码等
- 如果没有服务端存储，则`不能做登录失效处理`，除非服务端改秘钥

**JWT格式组成 头部、负载、签名**

- header+payload+signature
  - 头部：主要是描述`签名算法`
  - 负载：主要描述是`加密对象的信息`，如用户的id等，也可以加些规范里面的东西，如iss签发者，exp 过期时间，sub 面向的用户
  - 签名：主要是把前面`两部分进行加密`，防止别人拿到token进行base解密后篡改token

- 关于jwt客户端存储
  - **可以存储在cookie，localstorage和sessionStorage里面**

**开发JWT工具类**

common项目加入相关依赖

```java

 <dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>0.7.0</version>
 </dependency>

<dependency>
    <groupId>javax.xml.bind</groupId>
    <artifactId>jaxb-api</artifactId>
    <version>2.3.1</version>
</dependency>
```

common项目中封装生产token方法,校验token方法

```java
@Data
public class LoginUser {
    // 主键
    private Long id;
    // 名称
    private String name;
    // 头像
    @JsonProperty("head_img")
    private String headImg;
    // 邮箱
    private String mail;
}
```

```java
@Slf4j
public class JWTUtil {
    /**
     * token 过期时间，正常是7天，方便测试我们改为70
     */
    private static final long EXPIRE = 1000 * 60 * 60 * 24 * 7 * 10;
    /**
     * 加密的秘钥
     */
    private static final String SECRET = "yuan.net666";
    /**
     * 令牌前缀
     */
    private static final String TOKEN_PREFIX = "yuan1024shop";
    /**
     * subject
     */
    private static final String SUBJECT = "yuan";
    /**
     * 根据用户信息，生成令牌
     */
    public static String geneJsonWebToken(LoginUser loginUser) {
        if (loginUser == null) {
            throw new NullPointerException("loginUser对象为空");
        }
        String token = Jwts.builder().setSubject(SUBJECT)
                //payload
                .claim("head_img", loginUser.getHeadImg())
                .claim("id", loginUser.getId())
                .claim("name", loginUser.getName())
                .claim("mail", loginUser.getMail())
                .setIssuedAt(new Date())
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRE))
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, SECRET).compact();
        token = TOKEN_PREFIX + token;
        return token;
    }
    /**
     * 校验token的方法
     */
    public static Claims checkJWT(String token) {
        try {

final Claims claims = Jwts.parser()
                    .setSigningKey(SECRET)
                    .parseClaimsJws(token.replace(TOKEN_PREFIX, "")).getBody();
            return claims;
        } catch (Exception e) {
            log.info("jwt token解密失败");
            return null;
        }
    }
}
```

登录整合到UserServiceImpl的登录中生成token：

```java
LoginUser loginUser = new LoginUser();
BeanUtils.copyProperties(userDO,loginUser);
String accessToken = JWTUtil.geneJsonWebToken(loginUser);
return JsonData.buildSuccess(accessToken);
```

#### JWT登录过期-自动刷新token

在前后分离场景下，越来越多的项目使用jwt token作为接口的安全机制,但存在jwt过期后，用户无法直接感知，假如在用户操作页面期间，突然提示登录，则体验很不友好，所以就有了token自动刷新需求

但是这个自动刷新方案，基本都离不开服务端状态存储，JWT推出思想是：去中心化，无状态化，所以有所违背

类似这样的业务，有阿里云首页，没有做token刷新令牌维护，但是符合对应的思想。

1. **方案：前端控制检测token，无感知刷新**

用户登录成功的时候，一次性给他两个Token，分别为**AccessToken和RefreshToken**

- AccessToken有效期较短,比如1天或者5天，用于正常请求
- RefreshToken有效期可以设置长一些，例如10天、20天，作为刷新AccessToken的凭证

刷新方案：**当AccessToken即将过期的时候，例如提前30分钟，客户端利用RefreshToken请求指定的API获取新的AccessToken并更新本地存储中的AccessToken**

**核心逻辑**

- 登录成功后，jwt生成AccessToken； UUID生成RefreshToken并存储在服务端redis中,设置过期时间
- 接口返回3个字段AccessToken/RefreshToken/访问令牌过期时间戳
- 由于RefreshToken存储在服务端redis中，假如这个RefreshToken也过期，则提示重新登录；

> 疑问：RefreshToken有效期那么长，和直接将AccessToken的有效期延长有什么区别?
>
> RefreshToken不像AccessToken那样在大多数请求中都被使用，主要是本地检测accessToken快过期的时候才使用，一般本地存储的时候，也不叫refreshToken,前端可以取个别名，混淆代码让攻击者不能直接识别这个就是刷新令牌

- 缺点：前端每次请求需要判断token距离过期时间
- 优点：后端压力小，代码逻辑改动不大

2. **方案二：后端存储判断过期时间**

后端存储AccessToken，每次请求过来都判断是否要过期，如果快要过期则重新生成新的token，并返回给前端重新存储，比如距离1天就过期的情况，如果用户访问对应的接口则会更新，但假如没访问则token已经过期则需要重新登录

- 优点：前端改动小，只需要存储响应http头里面是否有新的令牌产生，有的话就重新存储。
- 缺点：后端实现复杂，且泄露后容易存在一直保活状态，且前端会存在并发请求，当并发请求收到多个jwt token时，容易生成多个token混乱使用

```java
    //刷新token的方案
    @PostMapping("refresh_token")
    public JsonData getRefreshToken(Map<String,Object> param){
        //先去redis,找refresh_token是否存在
       //refresh_token存在，解密accessToken
        //重新调用JWTUtil.geneJsonWebToken() 生成accessToken
        //重新生成refresh_token，并存储redis，设置30天过期时间
        //返回给前端
       return null;
    }
```

#### JWT令牌token泄露恶意使用-解决方案

**解密**：使用互联网大厂的产品时经常遇到这个情况

- **比如阿里云或者淘宝，你现在登录了然后换个网络或者地域就需要重新登录**
- 就是`对应的token令牌，不只简单的算法加密，还包括了客户端属性、地理网络位置信息等`，一起组成一个token令牌

如何避免token令牌泄露被恶意使用

- 生成token的时候，加密的payload`加入当前用户ip`。拦截器解密后，获取payload的ip和当前访问ip判断是否同个，如果不是则提示重新登录。

- 优点：服务端无需存储相关内容，性能高，假如用户广州登录，泄露了token给杭州的黑客，依旧用不了

- 缺点：如果用户用使用过程中`ip变动频繁，则操作会经常提示重新登录，体验不友好`
- 当然也`可以让用户开启安全模式和非安全模式`，让用户自己知道这个情况，一些区块链、比特币交易所里面就会`让用户自己选择控制这个token令牌安全是否和ip、终端、地理网络信息进行绑定`。

16| 分布式应用下登录检验解决方案 JWT

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