一、基于Session的应用开发的缺陷

《JWT鉴权的应用场景及结构安全》#

曾经盛行的 Session 鉴权，在使用过程中暴露了诸多问题。于是，基于成熟的公钥密码学算法，出现了 JWT 鉴权机制。JWT 是一种标准化的、基于哈希的 HTTP 授权方法，采用对称或者非对称加密机制。相对 Session 而言，JWT 更加安全，因此，在单点登录和前后端分离等领域，JWT 鉴权有着极其广泛的应用。

在我们传统的 BS 应用开发方式中，都是使用 session 进行状态管理的，比如说：保存登录、用户、权限等状态信息。这种方式的原理大致如下：用户登陆之后，将状态信息保存到服务器端一个指定的存储空间中，这个存储空间由一个唯一的 id 来标识，我们通常称之为 session id，然后将这个 id 随 HTTP 响应报文返回给客户端，客户端将此 id 存储在一个名为 cookie 的文件中，后续，只要客户端发送请求，都会将这个 id 发送给服务端。

而服务端会在每个请求中读取这个 id，通过 session id，找到对应的 session，验证请求是否合法。如果合法，就根据存储在 session 中的状态信息，来决定是否允许用户操作，并做出相应的处理。

基于 Session 的方式有着许多缺陷，主要体现在以下几个方面：

• 耦合性强。Session 将用户的登录状态绑定在了具体的服务器上，如果服务器故障，则所有用户都将被注销，影响应用程序的可用性。
• 可伸缩性差。当业务压力增大时，需要对服务器进行横向扩展，而 Session 将用户的登录状态绑定在了具体的服务器上，这将导致横向扩展变得困难。
• 安全性差。Session 在传输过程中是明文的，容易被窃取，从而导致安全问题。

JWT 鉴权机制具有诸多优点，因此，在许多领域都有着广泛的应用。

• 单点登录。JWT 鉴权机制可以实现单点登录，用户只需要登录一次，就可以访问多个应用程序，而无需重复登录。
• 前后端分离。JWT 鉴权机制可以实现前后端分离，前端通过 JWT 令牌来访问后端资源，而无需将用户信息存储在 cookie 中。
• 移动应用程序。JWT 鉴权机制适用于移动应用程序，因为移动应用程序通常需要与服务器进行通信，而 JWT 令牌可以方便地随请求发送给服务器。

JWT 令牌由三部分组成：头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature）。

• 头部。头部包含两个字段：typ 和 alg。typ 表示令牌的类型，通常为 JWT。alg 表示令牌的加密算法，常用的加密算法有 HS256、RS256 等。
• 载荷。载荷包含用户信息，如用户名、角色等。
• 签名。签名是对头部和载荷进行加密后的结果，用于验证令牌的完整性和真实性。

JWT 鉴权机制的安全主要体现在以下几个方面：

• 数据加密。JWT 令牌中的头部和载荷都是经过加密的，这样可以防止数据泄露。
• 签名验证。JWT 令牌中的签名是对头部和载荷进行加密后的结果，可以用来验证令牌的完整性和真实性。
• 过期时间。JWT 令牌可以设置过期时间，过期后令牌将失效，这样可以防止令牌被长时间使用。

JWT 鉴权机制是一种安全、可靠、高效的鉴权机制，在许多领域都有着广泛的应用。本文介绍了 JWT 鉴权的应用场景、结构和安全性，希望能够对大家有所帮助。