微服务统一登陆认证 |
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一、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 二、什么是无状态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 三、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 服务端对token进行解密,判断是否有效。 流程图整个登录过程中,最关键的点是什么?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。 四、JWT 4.1 简介WT,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 4.2 数据格式JWT包含三部分数据: 4.2.1 Header:头部头部,通常头部有两部分信息 声明类型,这里是JWT 加密算法,自定义我们会对头部进行base64加密(可解密),得到第一部分数据。 4.2.2 Payload:载荷载荷,就是有效数据,一般包含下面信息: 用户身份信息(注意,这里因为采用base64加密,可解密,因此不要存放敏感信息) 注册声明:如token的签发时间,过期时间,签发人等这部分也会采用base64加密,得到第二部分数据。 4.2.3 Signature:签名签名,是整个数据的认证信息。一般根据前两步的数据,再加上服务的的密钥(secret)(不要泄漏,最好周期性更换),通过加密算法生成。用于验证整个数据完整和可靠性。 生成的数据格式: 数据格式可以看到分为3段,每段就是上面的一部分数据。 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返回给浏览器 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。 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: 4.4.1 对称加密,如AES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 4.4.2 非对称加密,如RSA基本原理:同时生成两把密钥:私钥和公钥,私钥隐秘保存,公钥可以下发给信任客户端 私钥加密,持有私钥或公钥才可以解密 公钥加密,持有私钥才可解密 优点:安全,难以破解 缺点:算法比较耗时 4.4.3 不可逆加密,如MD5,SHA基本原理:加密过程中不需要使用密钥,输入明文后由系统直接经过加密算法处理成密文,这种加密后的数据是无法被解密的,无法根据密文推算出明文。 五、结合Zuul的鉴权流程我们逐步演进系统架构设计。需要注意的是:secret是签名的关键,因此一定要保密,我们放到鉴权中心保存,其它任何服务中都不能获取secret。 5.1 没有RSA加密时在微服务架构中,我们可以把服务的鉴权操作放到网关中,将未通过鉴权的请求直接拦截,如图: 没有RSA加密时1、用户请求登录 2、Zuul将请求转发到授权中心,请求授权 3、授权中心校验完成,颁发JWT凭证 4、客户端请求其它功能,携带JWT 5、Zuul将jwt交给授权中心校验,通过后放行 6、用户请求到达微服务 7、微服务将jwt交给鉴权中心,鉴权同时解析用户信息 8、鉴权中心返回用户数据给微服务 9、微服务处理请求,返回响应 发现什么问题了? 每次鉴权都需要访问鉴权中心,系统间的网络请求频率过高,效率略差,鉴权中心的压力较大。 5.2 结合RSA的鉴权 结合RSA的鉴权1、我们首先利用RSA生成公钥和私钥。私钥保存在授权中心,公钥保存在Zuul和各个微服务 2、用户请求登录 3、授权中心校验,通过后用私钥对JWT进行签名加密 4、返回jwt给用户 5、用户携带JWT访问 6、Zuul直接通过公钥解密JWT,进行验证,验证通过则放行 7、请求到达微服务,微服务直接用公钥解析JWT,获取用户信息,无需访问授权中心 转载自:微服务统一登陆认证怎么做?JWT |
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