Jwt与RSA非对称加密

• 1. 无状态登录原理
• 1.1 什么是有状态？
• 1.2 什么是无状态
• 1.3 如何实现无状态
• 1.4 JWT
• 1.4.1 简介
• 1.4.2 数据格式
• 1.4.3 JWT交互流程
• 1.4.4 非对称加密

• 1.5.1 没有RSA加密时
• 1.5.2 结合RSA的鉴权

1. 无状态登录原理

在分布式系统当中，传统的登录会失效（原因：各微服务间用的不是同一台tomcat，我们以前登录判断用户状态是通过tomcat session，即把用户信息保存在tomcat session中，现在我们有几台不同的tomcat，在这台登录完会有tomcat session信息，但是跳到另外一个微服务，会没有登录状态，因此登录状态无法共享，因此之前我们学的登录在分布式系统中是无法使用的，不能存到session里去）

1.1 什么是有状态？

有状态服务，即服务端需要记录每次会话的客户端信息，从而识别客户端身份，根据用户身份进行请求的处理，典型的设计如tomcat中的session。

例如登录：用户登录后，我们把登录者的信息保存在服务端session中，并且给用户一个cookie值，记录对应的session。然后下次请求，用户携带cookie值来，我们就能识别到对应session，从而找到用户的信息。

缺点是什么？

• 服务端若搭建集群，集群间的数据无法共享，于是用户状态无法共享，就不能实现一个跨服务的登录
• 服务端保存大量数据，增加服务端压力
• 服务端保存用户状态，无法进行水平扩展
• 客户端请求依赖服务端，多次请求必须访问同一台服务器

1.2 什么是无状态

识别用户的身份信息是由客户端自己去携带
微服务集群中的每个服务，对外提供的都是Rest风格的接口。而Rest风格的一个最重要的规范就是：服务的无状态性，即：

• 服务端不保存任何客户端请求者信息
• 客户端的每次请求必须具备自描述信息，通过这些信息识别客户端身份

带来的好处是什么呢？

• 客户端请求不依赖服务端的信息，任何多次请求不需要必须访问到同一台服务
• 服务端的集群和状态对客户端透明
• 服务端可以任意的迁移和伸缩
• 减小服务端存储压力

1.3 如何实现无状态

无状态登录的流程：

• 当客户端第一次请求服务时，服务端对用户进行信息认证（登录）
• 认证通过，将用户信息进行加密形成token，返回给客户端，作为登录凭证
• 以后每次请求，客户端都携带认证的token
• 服务的对token进行解密，判断是否有效。

流程图：

整个登录过程中，最关键的点是：token的安全性

token是识别客户端身份的唯一标示，如果加密不够严密，被人伪造那就完蛋了。

采用何种方式加密才是安全可靠的呢？

我们将采用JWT + RSA非对称加密

1.4 JWT

1.4.1 简介

JWT，全称是Json Web Token， 是JSON风格轻量级的授权和身份认证规范，可实现无状态、分布式的Web应用授权；官网：https://jwt.io

GitHub上jwt的java客户端：https://github.com/jwtk/jjwt

1.4.2 数据格式

JWT包含三部分数据：

• Header：头部，通常头部有两部分信息： 声明类型，这里是JWT
• 加密算法，自定义（我们用的RSA）
  我们会对头部进行base64加密（可解密），得到第一部分数据

生成的数据格式：

可以看到分为3段，每段就是上面的一部分数据

1.4.3 JWT交互流程

流程图：

步骤翻译：

• 1、用户登录
• 2、服务的认证，通过后根据secret生成token
• 3、将生成的token返回给用户
• 4、用户每次请求携带token
• 5、服务端利用公钥解读jwt签名，判断签名有效后，从Payload中获取用户信息
• 6、处理请求，返回响应结果

因为JWT签发的token中已经包含了用户的身份信息，并且每次请求都会携带，这样服务的就无需保存用户信息，甚至无需去数据库查询，完全符合了Rest的无状态规范。

1.4.4 非对称加密

加密技术是对信息进行编码和解码的技术，编码是把原来可读信息（又称明文）译成代码形式（又称密文），其逆过程就是解码（解密），加密技术的要点是加密算法，加密算法可以分为三类：

• 对称加密，如AES（通信双方都持有相同秘钥） 基本原理：将明文分成N个组，然后使用密钥对各个组进行加密，形成各自的密文，最后把所有的分组密文进行合并，形成最终的密文。
• 优势：算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高
• 缺陷：双方都使用同样密钥，安全性得不到保证