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JWT技术解决IM系统的认证痛点

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一、痛点

随着业务的发展,多个业务线接入了IM系统,IM系统长连接的安全问题变得很重要。

瓜子有统一登录认证系统SSO,IM长连接通道也利用这个系统做安全认证,结构如下图。

认证步骤如下

  1. 1、用户登录App,App从业务后台拿到单点系统SSO颁发的token
  2. 2、当App需要使用IM功能时,将token传给IM客服端SDK
  3. 3、SDK跟IM Server建立长连接的时候用token进行认证
  4. 4、IM Server请求SSO系统,确认token合法性

咋一看,这个过程没有什么问题,但是IM(尤其是移动IM)业务的特殊性,这个结构并不好。

手机(移动端)网络很不稳定,进出地铁可能断网,挪动位置也可能换基站。在一次聊天过程中,会经常重新建立长连接,第3步会被频繁执行,进而第4步也会频繁执行。(1)大大增加了SSO系统的压力;(2)较长的链路带来的延迟对用户的体验是一种伤害(SSO系统也可能短暂开小差)。

如果不通过第4步就能完成验证,那这个痛点会得到极大缓解。我们想到了JWT技术。

二、什么是JWT?

官网上是这么定义JWT的。JSON Web Token(JWT)是一种开放标准(RFC 7519),它定义了一种紧凑且独立的方式,可以在各方之间通过JSON对象安全地传输信息。此信息可以通过数字签名进行验证和信任。 JWT可以使用密码(使用HMAC算法)或使用RSA或ECDSA的公钥/私钥对进行签名。

JWT能做什么?

1、授权(Authorization)

这是JWT最常见的使用场景。一旦用户登录,后续每个请求将带上JWT,就可以访问该令牌(token)允许的路由,服务和资源。

JWT现在广泛应用于单点登录,它开销很小,并且能够轻松跨域。

2、信息交换(Information Exchange)

JWT是在各方之间安全传输信息的好方法。因为JWT可以签名(使用公钥/私钥对,签名原理参看《你的HTTP接口签名校验做对了吗?》

您可以确定发件人的真实身份。此外,由于使用标头和payload计算签名,您还可以验证内容是否未被篡改。

JWT数据结构

JWT包含了使用“.”分隔的三部分: Header 头部 Payload 负载 Signature 签名

Header

在header中通常包含了两部分:token类型和采用的加密算法。{ “alg”: “HS256”, “typ”: “JWT”} 接下来对这部分内容使用 Base64Url 编码组成了JWT结构的第一部分。

Payload

Token的第二部分是负载,它包含了claim, claim是一些实体(通常指的用户)的状态和额外的元数据,有三种类型的claim:reserved, public 和 private.

Signature

Signature是对header和payload两部分数据签名,通过指定的算法生成哈希,以确保数据不会被篡改。

更多关于JWT的资料参看

https://jwt.io/introduction/

三、怎么做验证

采用JWT验证长连接的流程如下

  1. 1、用户登录App,App从业务后台拿到单点系统SSO颁发的token
  2. 2、当App需要使用IM功能时,将token传给IM客服端SDK
  3. 3、SDK将用户名及第2步中得到的token发给后台的JWT Server(签发jwttoken的模块),请求jwttoken。
  4. 4、JWT Server通过SSO系统验证token的合法性,如果合法,用跟IM Server约定的公钥/私钥(或用对称加密),根据业务需要签发jwttoken,返回给IM Client SDK。
  5. 5、IM Client SDK使用得到的jwttoken请求IM Server验证长连接。IM Server根据约定的算法(不依赖其他系统)即可完成jwttoken合法性验证。

频繁建立长连接的验证痛点得到解决。

四、缺点

  1. 1、JWT的最大缺点是服务器不保存会话状态,所以在使用期间不可能取消令牌或更改令牌的权限。也就是说,一旦JWT签发,在有效期内将会一直有效。
  2. 2、JWT本身包含认证信息,因此一旦信息泄露,任何人都可以获得令牌的所有权限。为了减少盗用,JWT的有效期不宜设置太长。对于某些重要操作,用户在使用时应该每次都进行进行身份验证。
  3. 3、为了减少盗用和窃取,JWT不建议使用HTTP协议来传输代码,而是使用加密的HTTPS(SSL)协议进行传输。

以下这个地址的文章写了一些适用JWT的场景

https://www.jianshu.com/p/af8360b83a9f

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