JWT认证方案与禁用令牌策略

jiayuqicz

2020-02-02

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认证方案

1.1 jwt

对比状态保持机制
- APP不支持状态保持
- 状态保持有同源策略, 无法跨服务器传递
不可逆加密
- md5 sha1 sha256
- 主要用于数据认证, 防止数据被修改
消息摘要 MD
- 通过哈希算法将任意长度内容转为定长内容, 且相同内容的哈希值始终相同, 不同内容的哈希值不同(极小概率出现碰撞)
- 由于其唯一性, 一般将数据的哈希值称为数据的摘要信息, 称为数据的"指纹", 用于检测数据是否被修改
- 代表算法 sha1 sha256 md5
- 缺点
  - 哈希算法是公开的, 如果可以获取到明文, 就可以穷举出使用的算法
消息认证 MA
- 哈希算法基础上混入秘钥, 防止哈希算法被破解, 避免签名被伪造
- 代表算法 hmacsha256
- JWT一般会采用消息认证机制
  - 一般的web应用, 不会将秘钥交给客户端 ,也就表示客户端不会验签服务器的身份
- 缺点
  - 一旦秘钥泄露, 仍然可以伪造签名
数字签名
- 利用非对称加密对摘要信息进行加密, 避免摘要信息被伪造
- 非对称加密采用秘钥对
  - 公钥和私钥
  - 公钥加密, 私钥解密
  - 私钥加密, 公钥解密
  - 私钥可以推出公钥, 公钥无法推出私钥
- 发送者使用私钥对数据摘要加密(签名), 接收者使用对应的公钥解密, 然后对数据进行哈希处理, 比对摘要信息是否一致
- 代表算法 RSA
- 使用场景
  - 安全级别要求比较高的系统, 如银行等
- 优点
  - 客户端不会像消息认证一样保存秘钥, 而是保存了非对称加密的公钥, 即使客户端被破解, 公钥被获取, 也无法通过公钥生成合法的签名
- 缺点
  - 效率低

1.2 PyJWT

安装 pip install PyJWT

import jwtfrom datetime import datetime, timedeltafrom jwt import PyJWTError?# 包装数据  jwt的规范中要求通过exp参数来设置有效期, 要求有效期使用格林尼治时间payload = {‘payload‘: ‘test‘, ‘exp‘: datetime.utcnow() + timedelta(seconds=30)}?key = ‘secret‘# # 生成jwt# token = jwt.encode(payload, key, algorithm=‘HS256‘)# print(token)??token = b‘eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJwYXlsb2FkIjoidGVzdCIsImV4cCI6MTU2MjgwOTkzMn0.BSc0A2ibdjHTlmW7wtWfj5ZGkny8RX8tV12313‘# 验证jwt    pyjwt内部对有效期进行了验证, 如果超过时间, 会报错try:    ret = jwt.decode(token, key, algorithms=‘HS256‘)    print(ret)except PyJWTError as e:    print("jwt认证失败")

数字签名

使用openssl 生成RSA秘钥对

# 生成私钥，指定私钥的长度为2048bit   1024基本安全, 2048非常安全openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 2048# 根据私钥生成对应的公钥openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key_2048.pub# 私钥转化成pkcs8格式, 非必须，pkcs8格式解析起来更方便openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in rsa_private_key.pem -outform PEM -nocrypt > rsa_private_key_pkcs8.pem

import jwt?"""服务器使用私钥生成签名  对数据摘要加密 称为 签名"""# with open(‘rsa_private_key_pkcs8.pem‘, ‘rb‘) as f:#     private_key = f.read()#     # 生成数字签名#     encoded = jwt.encode({‘some‘: ‘payload‘}, private_key, algorithm=‘RS256‘)#     print(encoded)??"""客户端用公钥验签"""encoded = b‘eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJSUzI1NiJ9.eyJzb21lIjoicGF5bG9hZCJ9.S3gxuFvPiYk2752deTDm6qupj53S0b_-WvFZLKnWzLgDTFjFF_uiwmI6GAT1mKaNvWIyxFQ1PMUPxjkdLuJpGbN3hpHM_eKaQNm_RTvY8UUh6tvq8kpH4FAF2WOglwQK9f3nS8R73PrYhQFDHcfSEBWoJJPva_Pb3YEPMawUTPmd8aeS2uma4n9JqaZwCWm1GE-6S0lKNHp7ZWMlxb5E1R_FgSLIiE3qQq-mWsweyMRtsyCBCaB1W6Y24EYuDW0KHu6k6jGZdwwABVuwyKXKVTTf_XvxM3X41ggpY6mkarSXZsF3-Aw_jWOUBHy9VBHfPCeklur6oMfyGT4FQzkcQQ‘??with open(‘rsa_public_key_2048.pub‘, ‘rb‘) as f:    public_key = f.read()    decoded = jwt.decode(encoded, public_key, algorithms=‘RS256‘)    print(decoded)

1.3 JWE

可逆加密
- 对称加密
  - 代表算法 des 3des aes
  - 快
- 非对称加密
  - 代表算法 RSA
  - 慢, 不适合大型数据加密
  - 加密时, 一般公钥加密, 私钥解密, 与签名相反
  - 一般私有只有一方持有, 公钥则可以多方持有(公钥公开)
  - 私钥唯一, 使用私钥签名, 公钥验签, 可以保证签名者身份唯一
    - 加密时, 私钥解密, 保证可以解密者唯一
  - 生成方式 openssl
- 主要用于数据加密
最佳方案JWE
- 传输的数据使用对称加密, 生成数据密文, 对称加密秘钥是随机的
- 为了防止数据篡改, 对数据密文进行摘要认证(一般使用消息认证), 摘要认证的秘钥也是随机的
- 对称加密的秘钥和摘要认证的秘钥使用非对称加密进行处理
- JWE的耗时远高于JWS
- 用于金融领域

JWT认证方案与禁用令牌策略

安装 pip install authlib

from authlib.jose import JWEfrom authlib.jose import JWE_ALGORITHMS?# 创建JWE对象jwe = JWE(algorithms=JWE_ALGORITHMS)?# 设置头部信息 指定算法protected = {‘alg‘: ‘RSA-OAEP‘, ‘enc‘: ‘A256GCM‘}# 明文数据# payload = b‘hello‘# 获取到非对称加密的公钥# with open(‘rsa_public_key_2048.pub‘, ‘rb‘) as f:#     key = f.read()?# 加密数据# s = jwe.serialize_compact(protected, payload, key)# print(s)???s = b‘eyJhbGciOiJSU0EtT0FFUCIsImVuYyI6IkEyNTZHQ00ifQ.whFm08vAVhN-BvuRq3BXOqUcw3NnFAAHVswHuqc-JQdixCODernvAQdCDQSlEOmJHhNNm_h1bgji2fctSxY-PDnKv17yCX7IJhDzKLY443NysapeYzku8IAOTPuYV-mE5rk0nCP_u76o8i-kAhmV0OgO19WXgDftqL84zypeBIRmV4w5KaTLGWhU7uOpszHokkTcf1TdXChu7dRcStIekb68-FP5ZmOhAKk8azILH871u290LbIDVowp69tARQJzEzAawiQ7kPmj03XtLQEF6SZgrhH585jQK_hh-NkiMVUiW8GCYPdGLKH8WQoaZionZXrK1ISdAc6RSa3cEiwzGA.AA9nf4X2ftxbp8Ec.kHgOI1E.9Oa_IHyqfdLJ1mCzXopI9g‘?with open(‘rsa_private_key_pkcs8.pem‘, ‘rb‘) as f:    # 获取非对称加密的私钥 用于解密    key = f.read()    data = jwe.deserialize_compact(s, key)    jwe_header = data[‘header‘]    payload = data[‘payload‘]    print(jwe_header, payload)