?狀態(tài)登錄原理

在講解無狀態(tài)登錄的前提下，我們先了解一下什么是有狀態(tài)登錄？

什么是有狀態(tài)疚膊？

有狀態(tài)服務(wù)，即服務(wù)端需要記錄每次會(huì)話的客戶端信息虾标，從?識(shí)別客戶端身份寓盗，根據(jù)?戶身份進(jìn)?請(qǐng)求的處理，典型的設(shè)計(jì)如tomcat中session璧函。

例如登錄：?戶登錄后傀蚌，我們把登錄者的信息保存在服務(wù)端session中，并且給?戶?個(gè)cookie值蘸吓，記錄對(duì)應(yīng)的session善炫。然后下次請(qǐng)求，?戶攜帶cookie值來库继，我們就能識(shí)別到對(duì)應(yīng)session箩艺，從?找到?戶的信息。

缺點(diǎn)是什么宪萄？

• 服務(wù)端保存?量數(shù)據(jù)艺谆，增加服務(wù)端壓?
• 服務(wù)端保存?戶狀態(tài)，?法進(jìn)??平擴(kuò)展
• 客戶端請(qǐng)求依賴服務(wù)端拜英，多次請(qǐng)求必須訪問同?臺(tái)服務(wù)器

什么是?狀態(tài)

微服務(wù)集群中的每個(gè)服務(wù)静汤，對(duì)外提供的都是Rest?格的接?。?Rest?格的?個(gè)最重要的規(guī)范就是：

服務(wù)的?狀態(tài)性，即：

• 服務(wù)端不保存任何客戶端請(qǐng)求者信息
• 客戶端的每次請(qǐng)求必須具備?描述信息虫给，通過這些信息識(shí)別客戶端身份帶來的好處是什么呢藤抡？
• 客戶端請(qǐng)求不依賴服務(wù)端的信息，任何多次請(qǐng)求不需要必須訪問到同?臺(tái)服務(wù)
• 服務(wù)端的集群和狀態(tài)對(duì)客戶端透明
• 服務(wù)端可以任意的遷移和伸縮
• 減?服務(wù)端存儲(chǔ)壓?

如何實(shí)現(xiàn)?狀態(tài)

?狀態(tài)登錄的流程：

• 當(dāng)客戶端第?次請(qǐng)求服務(wù)時(shí)抹估，服務(wù)端對(duì)?戶進(jìn)?信息認(rèn)證（登錄）
• 認(rèn)證通過杰捂，將?戶信息進(jìn)?加密形成token，返回給客戶端棋蚌，作為登錄憑證
• 以后每次請(qǐng)求，客戶端都攜帶認(rèn)證的token服務(wù)端對(duì)token進(jìn)?解密挨队，判斷是否有效谷暮。
• 服務(wù)端對(duì)token進(jìn)?解密，判斷是否有效盛垦。

流程圖如下：

image.png

整個(gè)登錄過程中湿弦，最關(guān)鍵的點(diǎn)是什么？
token的安全性
token是識(shí)別客戶端身份的唯?標(biāo)示腾夯，如果加密不夠嚴(yán)密颊埃，被?偽造那就完蛋了。
采?何種?式加密才是安全可靠的呢蝶俱？
我們將采? JWT + RSA?對(duì)稱加密

下面我們就針對(duì)上面的問題引入JWT班利，看一下JWT是如果解決上面token的安全性的問題的。

JWT簡(jiǎn)介

JWT榨呆，全稱是Json Web Token罗标， 是JSON?格輕量級(jí)的授權(quán)和身份認(rèn)證規(guī)范，可實(shí)現(xiàn)?狀態(tài)积蜻、分布式的Web應(yīng)?授權(quán)闯割；官?：https://jwt.io，JWT的github地址：https://github.com/jwtk/jjwt

JWT數(shù)據(jù)格式

JWT包含三部分?jǐn)?shù)據(jù)：

• Header：頭部竿拆，通常頭部有兩部分信息：
  • 聲明類型宙拉，這?是JWT
  • 加密算法，?定義
    我們會(huì)對(duì)頭部進(jìn)?base64加密（可解密）丙笋，得到第?部分?jǐn)?shù)據(jù)
• Payload：載荷谢澈，就是有效數(shù)據(jù)，?般包含下?信息：
  • ?戶身份信息（注意不见，這?因?yàn)椴?base64加密澳化，可解密，因此不要存放敏感信息）
  • 注冊(cè)聲明：如token的簽發(fā)時(shí)間稳吮，過期時(shí)間缎谷，簽發(fā)?等
    這部分也會(huì)采?base64加密，得到第?部分?jǐn)?shù)據(jù)
• Signature：簽名，是整個(gè)數(shù)據(jù)的認(rèn)證信息列林。?般根據(jù)前兩步的數(shù)據(jù)瑞你，再加上服務(wù)的的密鑰（secret）（不要泄漏，最好周期性更換）希痴，通過加密算法?成者甲。?于驗(yàn)證整個(gè)數(shù)據(jù)完整和可靠性

?成的數(shù)據(jù)格式如下：

image.png

可以看到分為3段，每段就是上?的?部分?jǐn)?shù)據(jù)

JWT交互流程

流程圖如下：

image.png

步驟翻譯：
1砌创、?戶登錄
2虏缸、服務(wù)的認(rèn)證，通過后根據(jù)secret?成token
3嫩实、將?成的token返回給瀏覽器
4刽辙、?戶每次請(qǐng)求攜帶token
5、服務(wù)端利?公鑰解讀jwt簽名甲献，判斷簽名有效后宰缤，從Payload中獲取?戶信息
6、處理請(qǐng)求晃洒，返回響應(yīng)結(jié)果

因?yàn)镴WT簽發(fā)的token中已經(jīng)包含了?戶的身份信息慨灭，并且每次請(qǐng)求都會(huì)攜帶，這樣服務(wù)的就?需保存?
戶信息球及，甚??需去數(shù)據(jù)庫查詢氧骤，完全符合了Rest的?狀態(tài)規(guī)范。

結(jié)合Zuul的鑒權(quán)流程

我們逐步演進(jìn)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)吃引。需要注意的是：secret是簽名的關(guān)鍵语淘，因此?定要保密，我們放到鑒權(quán)中?保存际歼，其它任何服務(wù)中都不能獲取secret惶翻。

沒有RSA加密時(shí)

在微服務(wù)架構(gòu)中，我們可以把服務(wù)的鑒權(quán)操作放到?關(guān)中鹅心，將未通過鑒權(quán)的請(qǐng)求直接攔截吕粗，如圖：

image.png

流程解釋：
1、?戶請(qǐng)求登錄
2旭愧、Zuul將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到授權(quán)中?颅筋，請(qǐng)求授權(quán)
3、授權(quán)中?校驗(yàn)完成输枯，頒發(fā)JWT憑證
4议泵、客戶端請(qǐng)求其它功能，攜帶JWT
5桃熄、Zuul將jwt交給授權(quán)中?校驗(yàn)先口，通過后放?
6、?戶請(qǐng)求到達(dá)微服務(wù)
7、微服務(wù)將jwt交給鑒權(quán)中?碉京，鑒權(quán)同時(shí)解析?戶信息
8厢汹、鑒權(quán)中?返回?戶數(shù)據(jù)給微服務(wù)
9、微服務(wù)處理請(qǐng)求谐宙，返回響應(yīng)

發(fā)現(xiàn)什么問題了烫葬？
每次鑒權(quán)都需要訪問鑒權(quán)中?，系統(tǒng)間的?絡(luò)請(qǐng)求頻率過?凡蜻，效率略差搭综，鑒權(quán)中?的壓?較?。

結(jié)合RSA的鑒權(quán)

使用這個(gè)方式之前划栓，咱們先大概了解一下RSA非對(duì)稱加密设凹。

?對(duì)稱加密

加密技術(shù)是對(duì)信息進(jìn)?編碼和解碼的技術(shù)，編碼是把原來可讀信息（?稱明?）譯成代碼形式（?稱密
?）茅姜，其逆過程就是解碼（解密），加密技術(shù)的要點(diǎn)是加密算法月匣，加密算法可以分為三類：

• 對(duì)稱加密钻洒，如AES
  • 基本原理：將明?分成N個(gè)組，然后使?密鑰對(duì)各個(gè)組進(jìn)?加密锄开，形成各?的密?素标，最后把所有的分組密?進(jìn)?合并，形成最終的密?萍悴。
  • 優(yōu)勢(shì)：算法公開头遭、計(jì)算量?、加密速度快癣诱、加密效率?
  • 缺陷：雙?都使?同樣密鑰计维，安全性得不到保證
• ?對(duì)稱加密，如RSA
  • 基本原理：同時(shí)?成兩把密鑰：私鑰和公鑰撕予，私鑰隱秘保存鲫惶，公鑰可以下發(fā)給信任客戶端
    • 私鑰加密，持有私鑰或公鑰才可以解密
    • 公鑰加密实抡，持有私鑰才可解密
  • 優(yōu)點(diǎn)：安全欠母，難以破解
  • 缺點(diǎn)：算法?較耗時(shí)
• 不可逆加密，如MD5吆寨，SHA
  • 基本原理：加密過程中不需要使?密鑰赏淌，輸?明?后由系統(tǒng)直接經(jīng)過加密算法處理成密?，這種加密后的數(shù)據(jù)是?法被解密的啄清，?法根據(jù)密?推算出明?六水。

RSA算法歷史：
1977年，三位數(shù)學(xué)家Rivest、Shamir 和 Adleman 設(shè)計(jì)了?種算法缩擂，可以實(shí)現(xiàn)?對(duì)稱加密鼠冕。這種算法?他們?nèi)齻€(gè)?的名字縮寫：RSA

了解了RSA非對(duì)稱加密之后咱們?cè)谡f回結(jié)合RSA加密方式怎么來實(shí)現(xiàn)JWT鑒權(quán)流程。
直接看下面的流程圖：

image.png

流程解釋：
1胯盯、我們?先利?RSA?成公鑰和私鑰懈费。私鑰保存在授權(quán)中?，公鑰保存在Zuul和各個(gè)微服務(wù)
2博脑、?戶請(qǐng)求登錄
3憎乙、授權(quán)中?校驗(yàn)，通過后?私鑰對(duì)JWT進(jìn)?簽名加密
4叉趣、返回jwt給?戶
5泞边、?戶攜帶JWT訪問
6、Zuul直接通過公鑰解密JWT疗杉，進(jìn)?驗(yàn)證阵谚，驗(yàn)證通過則放?
7、請(qǐng)求到達(dá)微服務(wù)烟具，微服務(wù)直接?公鑰解析JWT梢什，獲取?戶信息，?需訪問授權(quán)中?