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JWT(jsON Web Token)是一种开放标准(RFC 7519),用于在网络应用环境间安全地传递声明。它的主要用途是身份验证和信息交换。
在微服务架构中,JWT 作为认证机制非常常见,特别是与 API 网关结合使用时。
JWT 介绍
JWT 是由三部分组成的:
- Header(头部):通常包含签名的算法信息(例如 HMAC SHA256 或 RSA)。
- Payload(负载):包含声明(Claims)。声明可以是关于实体(通常是用户)的信息,或者元数据。JWT 的负载部分是 base64 编码的。
- Signature(签名):签名是用来验证 JWT 数据是否被篡改的。它通过将 header 和 payload 使用私钥加密生成,确保 JWT 的数据安全性和完整性。
微服务架构中的 JWT 使用
在微服务架构中,多个微服务通常会通过 HTTP 请求进行交互。如果没有合适的认证机制,用户的身份验证信息可能会在多个服务之间重复验证,这不但增加了冗余,也降低了安全性。
JWT 在这种情况下非常有用,因为它能在用户登录时生成一个有效的 token,该 token 可以在不同的服务之间传递,而不需要每个服务都进行用户认证。
结合微服务网关的 JWT 验证
微服务网关(如 Spring Cloud Gateway 或 Nginx)在微服务架构中起到了流量管理、路由、负载均衡等作用。
JWT 与微服务网关结合时,网关通常扮演验证用户身份的角色。
具体的流程如下:
流程示例
- 用户登录:用户通过用户名和密码登录。后端服务会验证这些凭证,如果验证成功,则生成一个 JWT token 返回给前端。
- 前端保存 JWT:前端将 JWT 保存在客户端(如 localStorage 或 sessionStorage),并在后续的 API 请求中将其添加到 HTTP 请求的 Authorization 头中。
- 微服务网关验证 JWT:用户在每次请求时会将 JWT 发送到微服务网关。网关会验证 JWT 的有效性、签名、过期时间等。如果 JWT 合法,则网关将请求转发给目标微服务。
- 微服务接收请求:微服务通过网关接收到请求时,已经可以信任这个用户的身份,无需再进行身份验证。微服务可以从 JWT 的 Payload 中提取用户信息来处理请求。
1. 用户登录,生成 JWT
public class JwtUtil { private static final String SECRET_KEY = "secret"; // 用于加密的秘钥 // 生成 JWT public static String createJWT(String userName) { return Jwts.builder() .setSubject(userName) .setIssuedAt(new Date()) // 设置发放时间 .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 3600000)) // 设置过期时间,1小时 .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, SECRET_KEY) // 使用 HMAC-SHA256 加密 .compact(); } // 解析 JWT public static Claims parseJWT(String jwt) { return Jwts.parser() .setSigningKey(SECRET_KEY) .parseClaimsJws(jwt) .getBody(); } }
2. 自定义过滤器来实现 JWT 的验证
@Component public class JwtAuthenticationFilter implements GatewayFilter, Ordered { private static final String AUTHORIZATION_HEADER = "Authorization"; @Override public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) { String token = exchange.getRequest().getHeaders().getFirst(AUTHORIZATION_HEADER); if (token == null || !token.startsWith("Bearer ")) { return Mono.error(new RuntimeException("Unauthorized")); } try { String jwt = token.substring(7); // 去掉 "Bearer " 前缀 Claims claims = JwtUtil.parseJWT(jwt); // 解析 JWT // 可以根据解析的 claims 来做进一步的验证或设置安全上下文 exchange.gehttp://www.chinasem.cntRequest().mutate() .header("User", claims.getSubject()) // 在请求头中设置用户信息 .build(); } catch (Exception e) { return Mono.error(new RuntimeException("Invalid token")); } return chain.filter(exchange); // 继续处理请求 } @Override public int getOrder() { return -1; // 优先级,越小越优先 } }
3. 微服务中使用 JWT 数据
微服务从网关接收到请求时,可以直接从请求头中读取用户信息:
@RestController @RequestMapping("/user") public class UserController { @GetMapping("/infowww.chinasem.cn") public String getUserInfo(@RequestHeader("User") String userName) { // 使用 userName 获取用户信息 return "HellChina编程o, " + userName; javascript } }
总结
通过将 JWT 和微服务网关结合使用,可以实现分布式系统中的统一身份验证。用户登录时通过 JWT 获取认证信息,网关负责验证 JWT 的有效性和用户身份,然后将请求转发到对应的微服务。微服务无需再验证用户身份,只需要从 JWT 中提取必要的用户信息进行业务处理。
这种方式有效地减少了重复认证的开销,同时提高了系统的安全性和可扩展性。
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