解决分布式系统数据存储难题！从session转向JWT

从 Session 到 JWT：迈向更安全的认证

在构建现代 Web 应用程序时，认证是至关重要的，它能确保只有授权用户才能访问受保护的资源。在早期，Session 是用于保存用户状态和会话信息的常用方法，但随着分布式系统和跨域认证的兴起，Session 的局限性逐渐显现。因此，JSON Web Token（JWT）应运而生，它提供了一种更安全、更可靠的认证方式。

Session 的弊端

Session 存在几个明显的缺陷：

• 无法跨域认证： Session 依赖于 cookie，而 cookie 无法跨越不同的域。这对于构建跨域应用程序或实现单点登录 (SSO) 来说是个问题。
• 服务器资源消耗大： Session 信息存储在服务器的物理内存中，随着并发用户数量的增加，内存消耗将大幅增加。
• 安全性差： Session 信息通常以明文形式存储，容易被窃取和篡改。

JWT 的优势

JWT 是一种基于 JSON 的令牌，由头部、有效负载和签名组成。它具有以下优点：

• 跨域认证： JWT 可以跨域传递，非常适合构建跨域应用程序或实现 SSO。
• 安全性高： JWT 使用数字签名对头部和有效负载进行签名，确保令牌的完整性和真实性。
• 易于使用： JWT 是一种基于 JSON 的开放标准，易于生成、验证和解析。

如何在 Spring Boot 中使用 JWT

在 Spring Boot 应用程序中使用 JWT 非常简单。以下是步骤：

1. 添加依赖项： 在项目 pom.xml 文件中添加 Spring Security 和 JWT 依赖项：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>0.9.1</version>
</dependency>

2. 配置 Spring Security： 在 Spring Security 配置类中配置 JWT：

@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Autowired
    private MyUserDetailsService userDetailsService;

    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.userDetailsService(userDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder());
    }

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
                .antMatchers("/login", "/register").permitAll()
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
                .addFilterBefore(new JWTAuthenticationFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class)
                .addFilterAfter(new JWTAuthorizationFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
    }
}

3. 生成和验证 JWT：

• 在 JWTAuthenticationFilter 中生成 JWT：

public class JWTAuthenticationFilter extends AbstractAuthenticationProcessingFilter {

    public JWTAuthenticationFilter() {
        super("/login");
    }

    @Override
    public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws AuthenticationException, IOException, ServletException {
        String username = request.getParameter("username");
        String password = request.getParameter("password");

        UserDetails userDetails = userDetailsService.loadUserByUsername(username);
        if (userDetails == null) {
            throw new BadCredentialsException("Username or password is incorrect");
        }

        if (!passwordEncoder.matches(password, userDetails.getPassword())) {
            throw new BadCredentialsException("Username or password is incorrect");
        }

        String jwt = Jwts.builder()
                .setSubject(userDetails.getUsername())
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 3600 * 1000))
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, "secret")
                .compact();

        return new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails, null, userDetails.getAuthorities());
    }
}

• 在 JWTAuthorizationFilter 中验证 JWT：

public class JWTAuthorizationFilter extends OncePerRequestFilter {

    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        String token = request.getHeader("Authorization");
        if (token != null && token.startsWith("Bearer ")) {
            try {
                Jwts.parser()
                        .setSigningKey("secret")
                        .parseClaimsJws(token.substring(7));
            } catch (Exception e) {
                throw new BadCredentialsException("Invalid token");
            }
        }

        filterChain.doFilter(request, response);
    }
}

结论

使用 JWT 进行认证比 Session 更安全、更可靠、更易于跨域使用。通过在 Spring Boot 应用程序中集成 JWT，您可以构建更强大、更安全的 Web 应用程序。

常见问题解答

• JWT 和 Session 有什么区别？ JWT 是基于 token 的，而 Session 是基于 cookie 的。JWT 可以跨域，而 Session 不能。JWT 更安全，因为它们使用数字签名来验证令牌的完整性和真实性。
• JWT 的安全性如何？ JWT 使用数字签名来验证令牌的完整性和真实性。只要密钥保持机密，JWT 就非常安全。
• 如何使用 JWT 实现单点登录？ 要使用 JWT 实现单点登录，您需要在所有应用程序之间共享一个秘密密钥。然后，您可以在一个应用程序中生成一个 JWT，并在其他应用程序中验证它。
• JWT 的缺点是什么？ JWT 的主要缺点是它们可以被窃取和重用。但是，可以通过采用适当的安全措施来缓解此风险。
• JWT 的未来是什么？ JWT 是一种流行且成熟的认证方法。随着 Web 应用程序变得更加分布式和跨域，预计 JWT 将继续发挥重要作用。