集Oauth2+Jwt实现单点登录

目录

一、单点登录架构设计

二、token实现

1、什么是 JSON Web 令牌?

2、什么时候应该使用 JSON Web Tokens?

3、JSON Web Token 结构是什么?

3.1、Header请求头

3.2、Payload有效载荷

3.3、Signature签名

3.4、三者组合一起

4、JSON Web 令牌如何工作?

5、为什么应该使用 JSON Web Tokens?


一、单点登录架构设计

集Oauth2+Jwt实现单点登录_第1张图片

 客户端发送登录请求,Gateway应用白名单机制,对登录请求放行。网关将登录请求进行路由到对应服务,权限服务进行处理将生成的token返回给客户端。

客户端请求头携带token再次发起请求,通过网关进行校验token的合法性,若合法则将请求路由到对应微服务;若非法token,则将请求打回给客户端。

二、token实现

1、什么是 JSON Web 令牌?

JSON Web Token (JWT) 是一个开放标准 ( RFC 7519 ),它定义了一种紧凑且自包含的方式,用于在各方之间安全地传输信息作为 JSON 对象。此信息可以验证和信任,因为它是数字签名的。JWT 可以使用密钥(使用HMAC算法)或使用RSAECDSA的公钥/私钥对进行签名。

虽然 JWT 可以加密以在各方之间提供保密性,但专注于签名令牌。签名的令牌可以验证其中包含的声明的完整性,而加密的令牌会向其他方隐藏这些声明。当使用公钥/私钥对对令牌进行签名时,签名还证明只有持有私钥的一方才是签署它的一方。

2、什么时候应该使用 JSON Web Tokens?

以下是 JSON Web 令牌有用的一些场景:

  • 授权:这是使用 JWT 最常见的场景。用户登录后,每个后续请求都将包含 JWT,从而允许用户访问该令牌允许的路由、服务和资源。单点登录是当今广泛使用 JWT 的一项功能,因为它的开销很小并且能够在不同的域中轻松使用。

  • 信息交换:JSON Web 令牌是在各方之间安全传输信息的好方法。因为可以对 JWT 进行签名(例如,使用公钥/私钥对),所以可以确定发件人就是他们所说的那个人。此外,由于使用HeaderPayload计算签名,还可以验证内容没有被篡改。

3、JSON Web Token 结构是什么?

在其紧凑的形式中,JSON Web Tokens 由以点 ( .) 分隔的三部分组成,它们是:

  • Header
  • Payload
  • Signature

因此,JWT 通常如下所示。

xxxxx.yyyyy.zzzzz

让我们分解不同的部分。

3.1、Header请求头

请求头通常由两部分组成:令牌的类型,即 JWT,以及正在使用的签名算法,例如 HMAC SHA256 或 RSA。

例如:

{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

然后,这个 JSON 被Base64Url编码以形成 JWT 的第一部分。

3.2、Payload有效载荷

令牌的第二部分是有效负载,其中包含声明。声明是关于实体(通常是用户)和附加数据的陈述。索赔分为三种类型:注册索赔、公开索赔和私人索赔。

  • 注册声明:这些是一组预定义的声明,它们不是强制性的,但建议使用,以提供一组有用的、可互操作的声明。其中一些是: iss(发行人)、 exp(到期时间)、 sub(主题)、 aud(受众)等。

    请注意,声明名称只有三个字符,只要 JWT 是紧凑的。

  • 公共声明:这些可以由使用 JWT 的人随意定义。但是为了避免冲突,它们应该在中定义,或IANA JSON Web Token Registry者定义为包含抗冲突命名空间的 URI。

  • 私人声明:这些是为在同意使用它们的各方之间共享信息而创建的自定义声明,既不是注册声明也不是公共声明。

一个示例有效载荷可能是:

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "CeaM",
  "admin": true
}

然后对有效负载进行Base64Url编码以形成 JSON Web 令牌的第二部分。

请注意,对于已签名的令牌,此信息虽然受到保护以防篡改,但任何人都可以读取。除非已加密,否则请勿将机密信息放入 JWT 的有效负载或标头元素中。

3.3、Signature签名

要创建签名部分,您必须获取编码的标头、编码的有效负载、秘密、标头中指定的算法,并对其进行签名。

例如,如果想使用 HMAC SHA256 算法,签名将通过以下方式创建:

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." +
  base64UrlEncode(payload),
  secret)

签名用于验证消息在此过程中没有被更改,并且在使用私钥签名的令牌的情况下,它还可以验证 JWT 的发送者就是它所说的那个人。

3.4、三者组合一起

输出是三个用点分隔的 Base64-URL 字符串,可以在 HTML 和 HTTP 环境中轻松传递,同时与基于 XML 的标准(如 SAML)相比更紧凑。

下面显示了一个 JWT,该 JWT 具有先前的标头和有效负载编码,并使用秘密签名。 

集Oauth2+Jwt实现单点登录_第2张图片

4、JSON Web 令牌如何工作?

在身份验证中,当用户使用其凭据成功登录时,将返回一个 JSON Web Token。由于令牌是凭据,因此必须非常小心以防止出现安全问题。通常,不应将令牌保留超过所需的时间。

由于缺乏安全性,不应该在浏览器存储中存储敏感的会话数据。

每当用户想要访问受保护的路由或资源时,用户代理都应该发送 JWT,通常在Authorization标头中使用Bearer模式。标头的内容应如下所示:

Authorization: Bearer 

在某些情况下,这可以是一种无状态授权机制。服务器的受保护路由将检查Authorization标头中是否存在有效的 JWT,如果存在,则允许用户访问受保护的资源。如果 JWT 包含必要的数据,则可能会减少查询数据库以进行某些操作的需要,尽管情况并非总是如此。

请注意,如果通过 HTTP 标头发送 JWT 令牌,应该尽量防止它们变得太大。某些服务器不接受超过 8 KB 的标头。如果尝试在 JWT 令牌中嵌入太多信息,例如通过包含所有用户的权限,可能需要其他解决方案,例如Auth0 Fine-Grained Authorization。

如果令牌在Authorization标头中发送,则跨域资源共享 (CORS) 不会成为问题,因为它不使用 cookie。

下图显示了如何获取 JWT 并将其用于访问 API 或资源:

集Oauth2+Jwt实现单点登录_第3张图片

  1. 应用程序或客户端向授权服务器请求授权。这是通过不同的授权流程之一执行的。例如,一个典型的符合OpenID Connect的Web 应用程序将使用授权代码流/oauth/authorize通过端点。
  2. 当授权被授予时,授权服务器向应用程序返回一个访问令牌。
  3. 应用程序使用访问令牌访问受保护的资源(如 API)。

请注意,使用签名令牌时,令牌中包含的所有信息都会向用户或其他方公开,即使他们无法更改。这意味着不应将秘密信息放入令牌中。

5、为什么应该使用 JSON Web Tokens?

谈谈JSON Web Tokens (JWT)Simple Web Tokens (SWT)Security Assertion Markup Language Tokens (SAML)相比的优势。

由于 JSON 不像 XML 那样冗长,因此在编码时它的大小也更小,这使得 JWT 比 SAML 更紧凑。这使得 JWT 成为在 HTML 和 HTTP 环境中传递的不错选择。

安全方面,SWT 只能通过使用 HMAC 算法的共享密钥进行对称签名。但是,JWT 和 SAML 令牌可以使用 X.509 证书形式的公钥/私钥对进行签名。与签署 JSON 的简单性相比,使用 XML 数字签名签署 XML 而不引入隐蔽的安全漏洞是非常困难的。

JSON 解析器在大多数编程语言中都很常见,因为它们直接映射到对象。相反,XML 没有自然的文档到对象映射。这使得使用 JWT 比使用 SAML 断言更容易。

关于使用,JWT 用于 Internet 规模。这突出了 JSON Web 令牌在多个平台(尤其是移动平台)上客户端处理的便利性。

集Oauth2+Jwt实现单点登录_第4张图片

 编码的 JWT 和编码的 SAML 的长度比较

你可能感兴趣的:(微服务实战,微服务)