Redis集群技术实现JWT权限控制（redis集群jwt）

Redis集群技术实现JWT权限控制

随着互联网技术的不断发展, 安全性和权限控制已经成为企业级应用的重要组成部分。JSON Web Token, 简称JWT,是一种安全的标准，可以在不同系统中传递和存储用户信息。为了更加严格地控制系统访问权限，企业往往需要集中式权限控制，本篇文章将介绍Redis集群技术如何实现JWT权限控制。

Redis介绍

Redis是一款基于内存的数据库，对于读写速度要求较高的场景非常适用。Redis支持存储数据类型较丰富，如字符串、哈希、列表等。Redis在集群技术中也非常优秀，可以无缝扩展。在本篇文章中，我们将利用Redis集群来实现JWT权限控制。

JWT介绍

JSON Web Token (JWT) 是一种互联网标准，是一种基于JSON的开放标准（[RFC 7519](https://tools.ietf.org/html/rfc7519)），用于在各方之间传递声明（即JSON对象）。JWT可以用于身份验证和授权，其最常见的使用场景例如单点登录、API认证等。

JWT由三部分组成：Header、Payload、Signature 。Header声明了token类型以及加密算法；Payload则包括了一些主体信息，例如用户身份、过期时间等；Signature则通过对Header和Payload信息计算校验，用于验证token的真实性。在JWT中，服务器不需要保存会话状态，请求时只需要校验Token即可，这使得JWT成为了一种轻量级且移植性强的鉴权方式。

JWT的常见使用流程如下：

1）用户登录后，系统需要将用户的身份信息打包成一个JWT对象，并发送给客户端（例如浏览器）。

2）客户端在后续的请求中，注意到JWT的存在，会将JWT作为HTTP请求的Authorization头信息发送给服务器。

3）服务器会根据自身的逻辑和JWT的内容来确定当前用户的身份与权限，并返回相应的数据。

Redis实践

1）Redis集群安装

Redis集群的安装非常简单，只需要在多台机器上安装Redis，并使用Redis提供的脚本来启动集群模式即可。

# 以三台机器上的redis示例：192.168.0.1:6379, 192.168.0.2:6379, 192.168.0.3:6379为例
# 上传redis源码，并进行解压
tar -xzvf redis-3.2.9.tar.gz
cd redis-3.2.9

# 编译Redis集群
make distclean  # 首先需要清理之前的编译结果
make

2）创建Redis集群

使用Redis提供的脚本`redis-trib.rb`对Redis集群进行初始化和创建。本例中，我们以三台机器为例。

./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.0.1:6379 192.168.0.2:6379 192.168.0.3:6379

运行后，Redis集群就启动成功了。我们可以使用Redis Desktop Manager工具来查看集群状态及其数据。

3）JWT生成和校验

使用Python的jwt库来对JWT进行生成和校验。在生成JWT时，我们可以设置过期时间，以便在未来拒绝过期的访问。

“`python

import jwt

import datetime

JWT_SECRET = ‘JWT_SECRET’

JWT_ALGORITHM = ‘JWT_ALGORITHM’

# 创建JWT Token

def create_jwt_token(sub, exp=datetime.datetime.utcnow() + datetime.timedelta(seconds=600)):

payload = {

‘sub’: sub,

‘exp’: exp

}

jwt_token = jwt.encode(payload, JWT_SECRET, algorithm=JWT_ALGORITHM)

return jwt_token.decode(‘utf-8’)

# 校验JWT Token

def verify_jwt_token(auth_token):

try:

payload = jwt.decode(auth_token, JWT_SECRET, algorithms=[JWT_ALGORITHM])

return payload[‘sub’]

except jwt.ExpiredSignatureError:

rse Exception(‘Signature has expired, please log in agn.’)

except jwt.InvalidTokenError:

rse Exception(‘Invalid token, please log in agn.’)

在真实的项目中，我们可以根据数据源的不同，将JWT存储在不同的存储介质中。对于Redis，我们可以使用以下代码对JWT进行存储。

```python
import redis
redis_cluster = redis.RedisCluster(host='192.168.0.1', port=6379, decode_responses=True)

# 存储JWT
def store_jwt_token(token, sub):
    redis_cluster.set(token, sub)

# 获取JWT Token
def get_jwt_token(token):
    return redis_cluster.get(token)

注意，在实际使用中需要进行错误处理和异常捕获。

4）权限控制

在JWT存储成功后，我们可以根据JWT中的`sub`字段判断当前用户是谁，并按照需要进行权限判断和控制处理。为了实现集中式管理，我们可以将权限信息存储在Redis中，并且通过Redis集群来扩展和维护。

“`python

# 存储用户权限信息

def store_user_permission(sub: str, permission: str):

redis_cluster.sadd(sub, permission)

# 获取用户权限信息

def get_user_permission(sub: str) -> list:

return redis_cluster.smembers(sub)

使用JWT的具体流程如下：

```python
# 用户进行登录
def login(username: str, password: str):
    # 判断用户名和密码是否匹配
    sub = 'x'   # 注意：实际中，需要从用户信息中动态获取

    # 生成JWT Token，并存储在Redis中
    token = create_jwt_token(sub=sub)
    store_jwt_token(token, sub)

    # 返回JWT Token
    return token
# 获取当前登录用户的信息
def get_user_info(auth_token: str):
    # 校验JWT Token，并获取用户权限
    sub = verify_jwt_token(auth_token)
    permissions = get_user_permission(sub)

    # 返回用户信息和权限
    return {
        'username': sub,
        'permissions': permissions
    }

这样，我们就完成了Redis集群实现JWT权限控制的流程。Redis集群可以实现分布式、高并发、高可用的业务要求，而JWT可以实现轻量级、移植性强的身份验证方案。通过两者的结合，我们可以在保证系统高效运行的同时，更加严格地控制系统的访问权限。