token工作机制及原理附Java生成token工具类

什么是token

Token是服务端生成的一串字符串,以作客户端进行请求的一个令牌,当第一次登录后,服务器生成一个Token便将此Token返回给客户端,以后客户端只需带上这个Token前来请求数据即可,无需再次带上用户名和密码。

基于 Token 的身份验证

  1. 使用基于 Token 的身份验证方法,在服务端不需要存储用户的登录记录。流程是这样的:
  2. 客户端使用用户名跟密码请求登录
  3. 服务端收到请求,去验证用户名与密码
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. APP登录的时候发送加密的用户名和密码到服务器,服务器验证用户名和密码,如果成功,以某种方式比如随机生成32位的字符串作为token,存储到服务器中,并返回token到APP,以后APP请求时,
  9. 凡是需要验证的地方都要带上该token,然后服务器端验证token,成功返回所需要的结果,失败返回错误信息,让他重新登录。其中服务器上token设置一个有效期,每次APP请求的时候都验证token和有效期。

token的优势

1.无状态、可扩展

在客户端存储的Tokens是无状态的,并且能够被扩展。基于这种无状态和不存储Session信息,负载负载均衡器能够将用户信息从一个服务传到其他服务器上。如果我们将已验证的用户的信息保存在Session中,则每次请求都需要用户向已验证的服务器发送验证信息(称为Session亲和性)。用户量大时,可能会造成 一些拥堵。但是不要着急。使用tokens之后这些问题都迎刃而解,因为tokens自己hold住了用户的验证信息。

2.安全性

请求中发送token而不再是发送cookie能够防止CSRF(跨站请求伪造)。即使在客户端使用cookie存储token,cookie也仅仅是一个存储机制而不是用于认证。不将信息存储在Session中,让我们少了对session操作。token是有时效的,一段时间之后用户需要重新验证。我们也不一定需要等到token自动失效,token有撤回的操作,通过token revocataion可以使一个特定的token或是一组有相同认证的token无效。

3.可扩展性

Tokens能够创建与其它程序共享权限的程序。例如,能将一个随便的社交帐号和自己的大号(Fackbook或是Twitter)联系起来。当通过服务登录Twitter(我们将这个过程Buffer)时,我们可以将这些Buffer附到Twitter的数据流上(we are allowing Buffer to post to our Twitter stream)。使用tokens时,可以提供可选的权限给第三方应用程序。当用户想让另一个应用程序访问它们的数据,我们可以通过建立自己的API,得出特殊权限的tokens。

4.多平台跨域

我们提前先来谈论一下CORS(跨域资源共享),对应用程序和服务进行扩展的时候,需要介入各种各种的设备和应用程序。Having our API just serve data, we can also make the design choice to serve assets from a CDN. This eliminates the issues that CORS brings up after we set a quick header configuration for our application.只要用户有一个通过了验证的token,数据和资源就能够在任何域上被请求到。Access-Control-Allow-Origin:*

5.基于标准

创建token的时候,你可以设定一些选项。我们在后续的文章中会进行更加详尽的描述,但是标准的用法会在JSON Web Tokens体现。最近的程序和文档是供给JSON Web Tokens的。它支持众多的语言。这意味在未来的使用中你可以真正的转换你的认证机制。

token原理

  • 1.将荷载payload,以及Header信息进行Base64加密,形成密文payload密文,header密文。
  • 2.将形成的密文用句号链接起来,用服务端秘钥进行HS256加密,生成签名.
  • 3.将前面的两个密文后面用句号链接签名形成最终的token返回给服务端

注:

  • (1)用户请求时携带此token(分为三部分,header密文,payload密文,签名)到服务端,服务端解析第一部分(header密文),用Base64解密,可以知道用了什么算法进行签名,此处解析发现是HS256。
  • (2)服务端使用原来的秘钥与密文(header密文+"."+payload密文)同样进行HS256运算,然后用生成的签名与token携带的签名进行对比,若一致说明token合法,不一致说明原文被修改。
  • (3)判断是否过期,客户端通过用Base64解密第二部分(payload密文),可以知道荷载中授权时间,以及有效期。通过这个与当前时间对比发现token是否过期。

token实现思路

  • 1.用户登录校验,校验成功后就返回Token给客户端。
  • 2.客户端收到数据后保存在客户端
  • 3.客户端每次访问API是携带Token到服务器端。
  • 4.服务器端采用filter过滤器校验。校验成功则返回请求数据,校验失败则返回错误码

token代码生成工具类demo

package com.frank.common.utils;

import com.alibaba.fastjson.JSON;

import com.frank.common.entity.TokenHeader;

import com.frank.common.entity.TokenPlayload;

import com.frank.common.entity.User;

import java.rmi.server.UID;

import java.util.UUID;

/**

* Description:Token生成工具

* 第一部分我们称它为头部(header),第二部分我们称其为载荷(payload, 类似于飞机上承载的物品),第三部分是签证(signature).

* Auth: Frank

* Date: 2017-11-02

* Time: 下午 5:05

*/

public class TokenUtil {

public static final String TOKEN_AES_KEY = "xiangli8Token";

public static final String REFREH_TOKEN_AES_KEY = "xiangli8RefreshToken";

public static final String JWT_TYP = "JWT";

public static final String JWT_ALG = "AES";

public static final String JWT_EXP = "30";

public static final String JWT_ISS = "xiangli8";

/**

* 获得token

* @param data 自定义数据

* @param <T> 自定义数据

* @return

* @throws Exception

*/

public static <T> String getToken(T data) throws Exception {

TokenPlayload<T> userTokenPlayload = new TokenPlayload<>();

userTokenPlayload.setExpData(data);

String jwt = createJWT(userTokenPlayload);

return jwt;

}

/**

* 生成jwt的header部分内容

* @return

* @throws Exception

*/

private static String tokenHeaderBase64() throws Exception {

TokenHeader tokenHeader = new TokenHeader();

tokenHeader.setTyp(JWT_TYP);

tokenHeader.setAlg(JWT_ALG);

String headerJson = JSON.toJSONString(tokenHeader);

String headerBase64 = Base64Util.encryptBASE64(headerJson.getBytes());

return headerBase64;

}

/**

* 生成jwt的payload部分内容

* @param tokenPlayload

* @param <T>自定义的数据块

* @return

* @throws Exception

*/

private static <T> String tokenPayloadBase64(TokenPlayload<T> tokenPlayload) throws Exception {

tokenPlayload.setIss(JWT_ISS);

tokenPlayload.setExp(JWT_EXP);

tokenPlayload.setIat(String.valueOf(System.currentTimeMillis()));

String headerJson =JSON.toJSONString(tokenPlayload);

String headerBase64 = Base64Util.encryptBASE64(headerJson.getBytes());

return headerBase64;

}

/**

* 生成JWT

* @return

*/

public static <T> String createJWT(TokenPlayload<T> tokenPlayload) throws Exception {

StringBuilder jwtSb = new StringBuilder();

StringBuilder headerPlayloadSb = new StringBuilder();

String tokenHeaderBase64 = tokenHeaderBase64();

String tokenPayloadBase64 = tokenPayloadBase64(tokenPlayload);

jwtSb.append(tokenHeaderBase64);

jwtSb.append(".");

jwtSb.append(tokenPayloadBase64);

jwtSb.append(".");

headerPlayloadSb.append(tokenHeaderBase64);

headerPlayloadSb.append(tokenPayloadBase64);

String headerPlayloadSalt = SaltUtil.addSalt(headerPlayloadSb.toString());

String key = AesUtil.initKey(TOKEN_AES_KEY+tokenPlayload.getIat());

String signature = Base64Util.encryptBASE64(AesUtil.encrypt(headerPlayloadSalt.getBytes(),key));

jwtSb.append(signature);

return Base64Util.encryptBASE64(jwtSb.toString().getBytes());

}

/**

* 校验token是否是服务器生成的,以防token被修改

* @param jwtBase64

* @return

* @throws Exception

*/

public static <T> boolean verifyJWT(String jwtBase64) throws Exception {

String jwt = new String (Base64Util.decryptBASE64(jwtBase64));

if(!jwt.contains(".")){

return false;

}

String[] jwts = jwt.split("\\.");

if(jwts.length<3){

return false;

}

TokenPlayload tTokenPlayload = JSON.parseObject(new String(Base64Util.decryptBASE64(jwts[1])),TokenPlayload.class);

String key = AesUtil.initKey(TOKEN_AES_KEY+tTokenPlayload.getIat());

//解析出header跟playload

StringBuilder headerPlayloadSb = new StringBuilder();

headerPlayloadSb.append(jwts[0]);

headerPlayloadSb.append(jwts[1]);

//解析signature

String headerPlayloadSalt = new String (AesUtil.decrypt(Base64Util.decryptBASE64(jwts[2]),key));

return SaltUtil.verifyPwd(headerPlayloadSb.toString(),headerPlayloadSalt);

}

public static void main(String[] args) throws Exception {

String jwt = getToken(new User(1L,"你是逗逼"));

System.out.println("jwt:"+jwt);

System.out.println("verifyJWT:"+verifyJWT(jwt));

}

}

使用说明

  • 1,根据上面生成一个由base64编码的token,该token由Header,Payload,Signature组成。
  • 2,token作为用户请求的标识,客户端保存这token的全部信息。服务端只需要保存token的Signature部分。
  • 3,服务端把token的Signature存于redis和服务器的数据库中。
  • 4,客户端请求的数据附带token,服务端拿到token,首先校验token,以防token伪造。校验规则如下:

    • 4.1,拆分出token的Header,Payload,Signature。
    • 4.2,校验Signature,通过token的header和payload生成Signature,看看生成的Signature是否和客户端附带上来的Signature一致。如果一致继续请求操作,不一致则打回操作
    • 4.3,查看Signature是否存在服务器的redis和数据库中。如果不存在则打回请求操作

到此这篇关于token工作机制及原理附Java生成token工具类的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

以上是 token工作机制及原理附Java生成token工具类 的全部内容, 来源链接: utcz.com/p/251162.html

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