基于token的会话保持机制

session简介

做过Web开发的程序员应该对Session都比较熟悉，Session是一块保存在服务器端的内存空间，一般用于保存用户的会话信息。

用户通过用户名和密码登陆成功之后，服务器端程序会在服务器端开辟一块Session内存空间并将用户的信息存入这块空间，同时服务器会

在cookie中写入一个Session_id的值，这个值用于标识这个内存空间。

下次用户再来访问的话会带着这个cookie中的session_id，服务器拿着这个id去寻找对应的session，如果session中已经有了这个用户的

登陆信息，则说明用户已经登陆过了。

使用Session保持会话信息使用起来非常简单，技术也非常成熟。但是也存在下面的几个问题：

服务器压力大：通常Session是存储在内存中的，每个用户通过认证之后都会将session数据保存在服务器的内存中，而当用户量增大时，服务器的压力增大。
Session共享：现在很多应用都是分布式集群，需要我们做额外的操作进行Session共享；
CSRF跨站伪造请求攻击：Session机制是基于浏览器端的cookie的，cookie如果被截获，用户就会很容易受到跨站请求伪造的攻击。

基于token的认证

基于token的认证机制将认证信息返回给客户端并存储。下次访问其他页面，需要从客户端传递认证信息回服务端。简单的流程如下：

客户端使用用户名跟密码请求登录；
服务端收到请求，去验证用户名与密码；
验证成功后，服务端会签发一个 Token，再把这个 Token 发送给客户端；
客户端收到 Token 以后可以把它存储起来，比如放在 Cookie 里或者 Local Storage 里；
客户端每次向服务端请求资源的时候需要带着服务端签发的 Token；
服务端收到请求，然后去验证客户端请求里面带着的 Token，如果验证成功，就向客户端返回请求的数据；

基于token的验证机制，有以下的优点：

支持跨域访问，将token置于请求头中，而cookie是不支持跨域访问的；
无状态化，服务端无需存储token，只需要验证token信息是否正确即可，而session需要在服务端存储，一般是通过cookie中的sessionID在服务端查找对应的session；
无需绑定到一个特殊的身份验证方案（传统的用户名密码登陆），只需要生成的token是符合我们预期设定的即可；
更适用于移动端（Android，iOS，小程序等等），像这种原生平台不支持cookie，比如说微信小程序，每一次请求都是一次会话，当然我们可以每次去手动为他添加cookie，详情请查看博主另一篇博客；
避免CSRF跨站伪造攻击，还是因为不依赖cookie；

缺点一个就是相比较于传统的session登陆机制实现起来略微复杂一点，另外一个比较大的缺点是由于服务器不保存 token，因此无法在使用过程中废止某个 token，或者更改 token 的权限。

也就是说，一旦 token 签发了，在到期之前就会始终有效，除非服务器部署额外的逻辑。

退出登陆的话，只要前端清楚token信息即可。

基于JWT的token认证实现

JWT（JSON Web Token）就是基于token认证的代表，这边就用JWT为列来介绍基于token的认证机制。

需要引入JWT的依赖

<dependency>

  <groupId>com.auth0</groupId>

  <artifactId>java-jwt</artifactId>

  <version>3.8.2</version>

</dependency>

生成token和验证token的工具类如下：

public class JWTTokenUtil {

    //设置过期时间

    private static final long EXPIRE_DATE=30*60*100000;

    //token秘钥

    private static final String TOKEN_SECRET = "ZCfasfhuaUUHufguGuwu2020BQWE";

    public static String token (String username,String password){

        String token = "";

        try {

            //过期时间

            Date date = new Date(System.currentTimeMillis()+EXPIRE_DATE);

            //秘钥及加密算法

            Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(TOKEN_SECRET);

            //设置头部信息

            Map<String,Object> header = new HashMap<>();

            header.put("typ","JWT");

            header.put("alg","HS256");

            //携带username，password信息，生成签名

            token = JWT.create()

                    .withHeader(header)

                    .withClaim("username",username)

                    .withClaim("password",password).withExpiresAt(date)

                    .sign(algorithm);

        }catch (Exception e){

            e.printStackTrace();

            return  null;

        }

        return token;

    }

    public static boolean verify(String token){

        /**

         * @desc   验证token，通过返回true

         * @params [token]需要校验的串

         **/

        try {

            Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(TOKEN_SECRET);

            JWTVerifier verifier = JWT.require(algorithm).build();

            DecodedJWT jwt = verifier.verify(token);

            return true;

        }catch (Exception e){

            e.printStackTrace();

            return  false;

        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        String username ="name1";

        String password = "pw1";

        //注意，一般不会把密码等私密信息放在payload中，这边只是举个列子

        String token = token(username,password);

        System.out.println(token);

        boolean b = verify(token);

        System.out.println(b);

    }

}

执行结果如下：

Connected to the target VM, address: '127.0.0.1:11838', transport: 'socket'

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJwYXNzd29yZCI6IjEyMyIsImV4cCI6MTU5NzM5Nzc0OCwidXNlcm5hbWUiOiJ6aGFuZ3NhbiJ9.LI5S_nX-YcqtExI9UtKiP8FPqpQW_ccaws2coLzyOS0

true

关于DecodedJWT这个类，大家可以重点看下，里面包含了解码后的用户信息。

JWT的使用说明

客户端收到服务器返回的 JWT，可以储存在 Cookie 里面，也可以储存在 localStorage。

此后，客户端每次与服务器通信，都要带上这个 JWT。你可以把它放在 Cookie 里面自动发送，但是这样不能跨域，所以更好的做法是放在 HTTP 请求的头信息Authorization字段里面。

Authorization: Bearer <token>

另一种做法是，跨域的时候，JWT 就放在 POST 请求的数据体里面。

JWT 本身包含了认证信息，一旦泄露，任何人都可以获得该令牌的所有权限。为了减少盗用，JWT 的有效期应该设置得比较短。对于一些比较重要的权限，使用时应该再次对用户进行认证。

为了减少盗用，JWT 不应该使用 HTTP 协议明码传输，要使用 HTTPS 协议传输。（或者是对JWT在前后端之间进行加密之后在传输）

关于JWT的一个问题

上面生成JWT token的过程关键点就是密钥，假如这个密钥泄露了，那是不是就可以伪造token了。

还有就是生产环境的密钥值，开发的程序员大概率是知道的，怎么防止程序要监守自盗，伪造token值呢？希望有经验的大佬指教下。

//token秘钥

private static final String TOKEN_SECRET = "ZCfasfhuaUUHufguGuwu2020BQWE";

参考