63

简介
登录模块很简单，前端发送账号密码的表单，后端接收验证后即可~

淦！可是我想多了，于是有了以下几个问题（里面还包含网络安全问题）：

1.登录时的验证码

2.自动登录的实现

3.怎么维护前后端登录状态

在这和大家分享下我实现此功能的过程，包括一些技术和心得

1.登录时的验证码
为什么要验证码，原因很简单，防止脚本无限次重复登录，来暴力破解用户密码或者攻击服务器

验证码的出现，使得每次登录都有个动态变量需要输入，无法用脚本写死代码

具体可以参考：滑动验证码的设计和理解

2.自动登录的实现
所谓自动登录，指的是当用户登录网站时勾选了自动登录，那么下次再访问网站就不需要输入账号密码直接登录了

这说明，账号密码信息是必须保存在用户这边的，因此自动登录都是不安全的！（方便的代价呀）

尽管不安全，但是我们也必须要尽力让它安全一点，有以下常用方法：

1.账号密码加密保存

2.降低自动登录后用户的权限（如果用户自动登录想改密码，想给我转钱等操作的话，就必须输入账号密码再登录一次！）

3.进行ip检测（之前登录的ip小本本记着），如果发现和上次不一致，则不允许自动登录

数据存储在前端哪里呢
浏览器有3个经常保存数据的地方

1.Cookie （我用这个）

2.LocalStorage

3.SessionStorage

各位可以按F12直接观看

如果你在多个大型网站下都按按F12，会发现SessionStorage基本没数据

为啥，因为真的不好用，它并不是后台的session那样，生命周期是一个会话，这个SessionStorage存储的数据只限于该标签的页面

意思是标签1和标签2即使是同个URL的网址，里面的数据都是不互通的（这有个毛用）

那么LocalStorage存储的数据如何呢，答案是无限期本地存储

不过后台无法操作这里的数据，只能由js代码操作（至于操作结果，完全看js，后端无法感知，不太可靠），我认为这里不适合保存敏感点的信息，因为前端的功能是展示，状态性的数据应该由后端直接掌控（后端能直接操作Cookie，保证完成任务）

你看英雄所见略同，CSDN网站的用户密码也是存在Cookie的

Token就是登录后的令牌（下一点会讲）

所以用Cookie就对啦，具体实现都很简单，前端多个自动登录的选择，选择后多个参数传给后端，后端根据参数往Cookie里设置加密后的账号密码

等下次访问时，用拦截器Interceptor进行拦截，检测是否要自动登录即可~

3.如何维护前后端登录状态
大家最先想到是用Session来维护，登录后在Session中存放用户信息，不过对分布式很不友好（什么，你说你用不到分布式，我也没用到，可是梦想还是要有的嘛），需要维护个分布式数据库来进行数据同步才行

于是我用Token实现的，Token就是一串字符串，最适合API鉴权（例如SSO单点登录这种），俗称令牌

好处就是账号密码用户输入一次就够了，特别是多个系统之间（一张身份的凭证都通用）

当用户登录后，服务器就会生成一个Token放在Cookie中，之后用户的所有操作都带这个Token访问（将Token放入http头部）

为什么要将Token放入头部
1.能抵挡下简单的CSRF攻击

2.浏览器跨域问题

什么是CSRF攻击
举个例子：我登录了A网站，A网站给我返回了一些Cookie信息，然后我再同一浏览器的另外标签访问了B网站，谁知这个B网站返回了一些攻击代码（向A网站发起一些请求，比如转钱给你，这时候由于是访问A网站，会附带A网站的Cookie，让一切都好像是我在访问一样），这个就是CSRF攻击

但B网站并不知道A网站这么鸡贼，会在头部放了Token，所以这次攻击请求是的头部是没Token的，因此检测后发现非法，所以没得逞

当然，这并不可靠，哪天B网站知道你头部放了Token，它研究A网站的js代码，清楚逻辑之后也加上，那就防不住了（所以说前端的东西一切都不可靠）

正确做法应该是后端检测头部的Referer字段，每个网页里发起请求，请求的头部都会带有此字段，如

这说明这个请求是从 http://localhost:8099/swr 中发出的

B网站如果返回攻击代码，这里显示的事B网站的网址，判断出不是自家网站发出，就可以禁止访问

浏览器跨域访问会发生什么
说到跨域（自家网站去请求别人家的网站），得先了解什么是同源策略：

同源策略（Same origin policy）是一种约定，它是浏览器最核心也最基本的安全功能，如果缺少了同源策略，则浏览器的正常功能可能都会受到影响。可以说 Web 是构建在同源策略基础之上的，浏览器只是针对同源策略的一种实现。

它的核心就在于它认为自任何站点装载的信赖内容是不安全的。当被浏览器半信半疑的脚本运行在沙箱时，它们应该只被允许访问来自同一站点的资源，而不是那些来自其它站点可能怀有恶意的资源。

所谓同源是指：域名、协议、端口相同。

下表是相对于 http://www.laixiangran.cn/home/index.html 的同源检测结果：

另外，同源策略又分为以下两种：

DOM 同源策略：禁止对不同源页面 DOM 进行操作。这里主要场景是 iframe 跨域的情况，不同域名的 iframe 是限制互相访问的。
XMLHttpRequest 同源策略：禁止使用 XHR 对象向不同源的服务器地址发起 HTTP 请求。（就是ajax）
咳咳，这里要说下第二种，其实设置一些参数之后，ajax访问时允许跨域请求的，甚至允许跨域时带上自身cookie

但是，带上自己的Cookie多不安全，明明里面只有1,2个信息要传给对方，现在被人全看见了（不好不好），所以要将Token放入头部

你说为啥不放到参数里，因为这会跟业务用的参数混淆，造成逻辑混乱（就好像你上学时要扔家里的垃圾，你不会放到书包里吧，都是手里提着的）

每个请求都放token，所以要封装起来，例如我是将ajax封装起一个新的对象，然后在这个对象使用时添加Token

当然啦，封装了ajax后还有其他好处（例如统一的成功，失败回调函数，统一的数据解析，统一的等待框等等），有兴趣的同学可以看下

View Code
预防XSS攻击，Filter知识讲解
网上有些文章说，后端设置HttpOnly，让Cookie无法让js读写，可以防止XSS攻击。

(⊙o⊙)…简直就是乱写，首先要了解下什么是XSS攻击

Xss攻击是什么
举个简单的例子，假设你前端有个地方可以输入，然后保存的数据库的地方

用户A输入了以下东西

然后这东西就到了后台，当作一串字符串保存了起来

刚好你网站的html代码里，有个地方是显示用户输入过的东西的（例如评论区），然后上面的东西就被加载到html里面，如

接下来每个人打开你的网站，都会弹出123的对话框，这就是XSS攻击

怎么预防呢，在后端设置过滤器，对输入进行过滤，先上代码

1 /**
2 * @auther: NiceBin
3 * @description: 系统的拦截器，注册在FilterConfig类中进行
4 * 不能使用@WebFilter，因为Filter要排序
5 * 1.对ServletRequest进行封装
6 * 2.防止CSRF，检查http头的Referer字段
7 * @date: 2020/12/15 15:32
8 */
9 @Component
10 public class SystemFilter implements Filter {
11 private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SystemFilter.class);
12 @Autowired
13 private Environment environment;
14
15 @Override
16 public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
17 logger.info(“系统拦截器SystemFilter开始加载”);
18 }
19
20 @Override
21 public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
22 SystemHttpServletRequestWrapper requestWrapper = new SystemHttpServletRequestWrapper((HttpServletRequest) request);
23
24 //检测http的Referer字段，不允许跨域访问
25 String hostPath = environment.getProperty(“server.host-path”);
26 String referer = requestWrapper.getHeader(“Referer”);
27 if(!Tool.isNull(referer)){
28 if(referer.lastIndexOf(hostPath)!=0){
29 ((HttpServletResponse)response).setStatus(HttpStatus.FORBIDDEN.value()); //设置错误状态码
30 return;
31 }
32 }
33 chain.doFilter(requestWrapper,response);
34 }
35
36 @Override
37 public void destroy() {
38
39 }
40 }
乍一看，是不是没发现哪里预防了XSS，其实正在的关键点在22行和33行代码，里面的SystemHttpServletRequestWrapper类才是关键，这个类是包装类，是替换参数里的ServletRequest类的，为的就是重写里面的方法，来达到预防XSS的目的，因为Spring也是根据ServletRequest类来进行前端参数读取的，所以它就是后端获得数据的源头

1 /**
2 * @auther: NiceBin
3 * @description: 包装的httpServlet，进行以下增强
4 * 1.将流数据取出保存，方便多次读出
5 * 2.防止XSS攻击，修改读取数据的方法，过滤敏感字符
6 * @date: 2020/4/23 19:50
7 /
8 public class SystemHttpServletRequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper {
9 private final byte[] body;
10 private HttpServletRequest request;
11
12 public SystemHttpServletRequestWrapper(HttpServletRequest request) throws IOException {
13 super(request);
14 //打印属性
15 //printRequestAll(request);
16 body = HttpHelper.getBodyString(request).getBytes(Charset.forName(“UTF-8”)); //HttpHelper是我自己写的工具类
17 this.request = request;
18 }
19
20 @Override
21 public BufferedReader getReader() throws IOException {
22 return new BufferedReader(new InputStreamReader(getInputStream()));
23 }
24
25 @Override
26 public ServletInputStream getInputStream() throws IOException {
27 final ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(body);
28 return new ServletInputStream() {
29 @Override
30 public boolean isFinished() {
31 return false;
32 }
33
34 @Override
35 public boolean isReady() {
36 return false;
37 }
38
39 @Override
40 public void setReadListener(ReadListener readListener) {
41
42 }
43
44 @Override
45 public int read() throws IOException {
46 return bais.read();
47 }
48 };
49 }
50
51 /*
52 * 可以打印出HttpServletRequest里属性的值
53 * @param request
54 */
55 public void printRequestAll(HttpServletRequest request){
56 Enumeration e = request.getHeaderNames();
57 while (e.hasMoreElements()) {
58 String name = (String) e.nextElement();
59 String value = request.getHeader(name);
60 System.out.println(name + " = " + value);
61 }
62 }
63
64 //以下为XSS预防
65 @Override
66 public String getParameter(String name) {
67 String value = request.getParameter(name);
68 if (!StringUtils.isEmpty(value)) {
69 value = StringEscapeUtils.escapeHtml4(value);
70 }
71 return value;
72 }
73
74 @Override
75 public String[] getParameterValues(String name) {
76 String[] parameterValues = super.getParameterValues(name);
77 if (parameterValues == null) {
78 return null;
79 }
80 for (int i = 0; i < parameterValues.length; i++) {
81 String value = parameterValues[i];
82 parameterValues[i] = StringEscapeUtils.escapeHtml4(value);
83 }
84 return parameterValues;
85 }
86 }
HttpHelper工具类：

View Code
可以看到SystemHttpServletRequestWrapper的64行开始，重写了两个获取参数的方法，在获取参数的时候进行过滤即可~

那64行往上是干啥的咧，这个是将ServletRequest里的数据读出来保存一份，因为ServletRequest里的数据流只能读取一次，很不方便

啥意思呢，就是你在这个Filter里

inputStream = request.getInputStream();
reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, Charset.forName(“UTF-8”)));
String line = “”;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
sb.append(line);
}
把数据读完，下个Filter再执行这些代码，就没数据了（从而导致Spring也接收不到数据）

所以要保存起来，让后面的过滤器Filter和拦截器Interceptor快乐的读数据，没有后顾之忧（例如上面提到的验证码设计，如果你想用拦截器拦截，然后进行验证，则势必会读数据），既然封装ServletRequest这么重要，那必须得保证这个Filter第一个加载啊

在Springboot中，Filter的排序用@Order是没用的，必须要用FilterRegistrationBean进行注册才能排序，如：

1 /**
2 * @auther: NiceBin
3 * @description: 为了排序Filter，如果Filter有顺序要求
4 * 那么需要在此注册，设置order（值越低优先级越高）
5 * 其他没顺序需要的，可以@WebFilter注册
6 * 如@WebFilter(filterName = “SecurityFilter”, urlPatterns = “/*”, asyncSupported = true)
7 * @date: 2020/12/15 15:48
8 /
9 @Configuration
10 public class FilterConfig {
11
12 @Autowired
13 SystemFilter systemFilter;
14 /*
15 * 注册SystemFilter，顺序为1，任何其他filter不能比他优先
16 * @return
17 /
18 @Bean
19 public FilterRegistrationBean filterRegist(){
20 FilterRegistrationBean filterRegistrationBean = new FilterRegistrationBean();
21 filterRegistrationBean.setFilter(systemFilter);
22 filterRegistrationBean.setName(“SystemFilter”);
23 filterRegistrationBean.addUrlPatterns("/");
24 filterRegistrationBean.setAsyncSupported(true);
25 filterRegistrationBean.setOrder(1);
26 return filterRegistrationBean;
27 }
28 }
当然了，如果你没用Springboot，那web.xml中定义的顺序就是Filter加载的顺序

知识点提问：在我们之后的Filter或者Interceptor中，需要
1 SystemHttpServletRequestWrapper requestWrapper = (SystemHttpServletRequestWrapper) request
这样强制转换才能用吗？

答案是不用的，你可以想想Spring也用了这个东西的，它怎么知道你定义的类叫什么名字，怎么强制转换，那么这设计到Java什么知识呢

没错，就是Java的多态性，我们看以下代码

public class Father {
public void sayName(){
System.out.println(“我是爸爸”);
}
}

public class Son extends Father{
public void sayName(){
System.out.println(“我是儿子”);
}
}

public class Test {

@org.junit.Test
public void test() throws Exception {
    Father father = new Son();
    otherMethod(father);
}

public void otherMethod(Father father){
    father.sayName();
}

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9

}
输出：我是儿子

答错了的留言，看看有多少小伙子~~ 接下来言归正传

选择JWT生成Token
JWT全称JSON Web Tokens 是一种规范化的 token（别人想的挺多挺全面的了，比你自己想的token要好一点）

一个 JWT token 是一个字符串，它由三部分组成，头部、载荷与签名，中间用 . 分隔，例如：xxxxx.yyyyy.zzzzz

头部（header）
头部通常由两部分组成：令牌的类型（即 JWT）和正在使用的签名算法（如 HMAC SHA256 或 RSA.）。

例如：

{
“alg”: “HS256”,
“typ”: “JWT”
}
然后用 Base64Url 编码得到头部，即 xxxxx。Base64Url编码后，才能在URL中正常传输（因为有人会把Token放在URL里…）

载荷（Payload）
载荷中放置了 token 的一些基本信息，以帮助接受它的服务器来理解这个 token。同时还可以包含一些自定义的信息，用户信息交换，如:

{
“sub”: “1”,

“iss”: “http://localhost:8000/auth/login”,

“iat”: 1451888119,

“exp”: 1454516119,

“nbf”: 1451888119,

“jti”: “37c107e4609ddbcc9c096ea5ee76c667”,

“aud”: “dev”

}
可以将载荷用别的方式加密一遍，这样别人得到了token也看不懂

签名（Signature）
签名时需要用到前面编码过的两个字符串，如果以 HMACSHA256 加密，就如下：

HMACSHA256(

base64UrlEncode(header) + "." +

base64UrlEncode(payload),

secret

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

)
加密后再进行 base64url 编码最后得到的字符串就是 token 的第三部分 zzzzz。

组合便可以得到 token：xxxxx.yyyyy.zzzzz。

签名的作用：保证 JWT 没有被篡改过，原理如下：

HMAC 算法是不可逆算法，类似 MD5 和 hash ，但多一个密钥，密钥（即上面的 secret）由服务端持有，客户端把 token 发给服务端后，服务端可以把其中的头部和载荷再加上事先共享的 secret 再进行一次 HMAC 加密，得到的结果和 token 的第三段进行对比，如果一样则表明数据没有被篡改。

具体Java使用：

com.auth0 java-jwt 3.10.2 io.jsonwebtoken jjwt 0.9.1 1 ** 2 * @auther: NiceBin 3 * @description: Jwt构造器，创建Token来进行身份记录 4 * jwt由3个部分构成：jwt头，有效载荷（主体,payLoad），签名 5 * @date: 2020/5/7 22:40 6 */ 7 public class JwtTool { 8 9 //以下为JwtTool生成时的主题 10 //登录是否还有效 11 public static final String SUBJECT_ONLINE_STATE = "online_state"; 12 13 //以下为载荷固定的Key值 14 //主题 15 public static final String SUBJECT = "subject"; 16 //发布时间 17 public static final String TIME_ISSUED = "timeIssued"; 18 //过期时间 19 public static final String EXPIRATION = "expiration"; 20 21 /** 22 * 生成token，参数都是载荷（自定义内容） 23 * 其中Map里为非必要数据，而其他参数为必要参数 24 * 25 * @param subject 主题，token生成干啥用的，用上面的常量作为参数 26 * @param liveTime 存活时间(秒单位)，建议使用TimeUnit方便转换 27 * 如TimeUnit.HOURS.toSeconds(1);将1小时转为秒 = 3600 28 * @param claimMap 自定义荷载，可以为空 29 * @return 30 */ 31 public static String createToken(String subject, long liveTime, HashMap

Https防止半路被截和重放攻击
前面提到了Token就是身份令牌，可以相当于已登录一样进入系统，那么半路被人截了那就不好了

所以要用Https协议，具体怎么设置大家自行百度吧（直接在tomcat操作的，不需要更改代码，证书也有免费的~）

这里说下Https建立连接的过程，来看看为什么就不会被人截获了

1.服务器先向CA（证书颁布机构）申请一个证书（证书里有自己的ip等等消息），然后在自己服务器设置好

2.浏览器向服务器发送HTTPS请求，服务器将自己的证书发给浏览器

3.浏览器拿到证书后，查看证书是否过期啊，ip是不是跟服务器的一样啊，跟检查身份证跟你长得像不像一样，检查没问题后，跟自己系统里的CA列表比对，看看是谁发的（找不到就报错，说证书不可信），比对成功后从列表里拿出对应的CA公钥解密证书（具体方法跟JWT的很像，浏览器用相同的算法和公钥对证书部分进行加密，看得到的值和证书的签名是否一致），得到服务器的公钥

4.然后生成一个传输私钥，用服务器的公钥加密，发给服务器

5.服务器用服务器的私钥解密，得到了传输秘钥，然后用传输秘钥进行加密要传送的信息发给浏览器

6.浏览器用秘钥解密，然后用传输秘钥进行加密要传送的信息发给服务器（对称加密）

7.重复5,6步骤直到结束

以上哪个步骤黑客得到数据都看不懂

至于为什么能防重放攻击，是因为Https通信自带序列号，如果黑客截取了浏览器的请求，重复发送一遍，那么序列号会一样，会被直接丢弃