传统身份验证的方法

HTTP 是一种没有状态的协议，也就是它并不知道是谁是访问应用。这里我们把用户看成是客户端，客户端使用用户名还有密码通过了身份验证，不过下回这个客户端再发送请求时候，还得再验证一下。

 

解决的方法就是，当用户请求登录的时候，如果没有问题，我们在服务端生成一条记录，这个记录里可以说明一下登录的用户是谁，然后把这条记录的 ID 号发送给客户端，客户端收到以后把这个 ID 号存储在 Cookie 里，下次这个用户再向服务端发送请求的时候，可以带着这个 Cookie ，这样服务端会验证一个这个 Cookie 里的信息，看看能不能在服务端这里找到对应的记录，如果可以，说明用户已经通过了身份验证，就把用户请求的数据返回给客户端。

 

上面说的就是 Session，我们需要在服务端存储为登录的用户生成的 Session ，这些 Session 可能会存储在内存，磁盘，或者数据库里。我们可能需要在服务端定期的去清理过期的 Session 。

前端退出的话就清cookie。后端强制前端重新认证的话就清或者修改session。

 

如果是分布式部署，需要做多机共享session机制，实现方法可将session存储到数据库中或者redis中

基于 cookie 的机制很容易被 CSRF

存储

session、cookie、sessionStorage、localstorage的区别

session: 主要存放在服务器端，相对安全

cookie: 可设置有效时间，默认是关闭浏览器后失效，主要存放在客户端，并且不是很安全，可存储大小约为4kb

sessionStorage: 仅在当前会话下有效，关闭页面或浏览器后被清除

localstorage: 除非被清除，否则永久保存

基于 Token 的身份验证方法

使用基于 Token 的身份验证方法，在服务端不需要存储用户的登录记录。大概的流程是这样的：

 

1. 客户端使用用户名跟密码请求登录
2. 服务端收到请求，去验证用户名与密码
3. 验证成功后，服务端会签发一个 Token，再把这个 Token 发送给客户端
4. 客户端收到 Token 以后可以把它存储起来，比如放在 Cookie 里或者 Local Storage 里
5. 客户端每次向服务端请求资源的时候需要带着服务端签发的 Token，放入HTTP Header中的Authorization位
6. 服务端收到请求，然后去验证客户端请求里面带着的 Token，如果验证成功，就向客户端返回请求的数据

JWT，读作：jot ，表示：JSON Web Tokens 。JWT 标准的 Token 有三个部分：

header

payload

signature

 

中间用点分隔开，并且都会使用 Base64 编码，所以真正的 Token 看起来像这样：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJpc3MiOiJuaW5naGFvLm5ldCIsImV4cCI6IjE0Mzg5NTU0NDUiLCJuYW1lIjoid2FuZ2hhbyIsImFkbWluIjp0cnVlfQ.SwyHTEx_RQppr97g4J5lKXtabJecpejuef8AqKYMAJc

标准

Header

header 部分主要是两部分内容，一个是 Token 的类型，另一个是使用的算法，比如下面类型就是 JWT，使用的算法是 HS256。

{

  "typ": "JWT",

  "alg": "HS256"

}

Payload（有效载荷）

Payload 里面是 Token 的具体内容，这些内容里面有一些是标准字段，你也可以添加其它需要的内容。下面是标准字段：

iss：Issuer，发行者

sub：Subject，主题

aud：Audience，观众

exp：Expiration time，过期时间

nbf：Not before

iat：Issued at，发行时间

jti：JWT ID

Signature

Signature 部分其实就是对我们前面的 Header 和 Payload 部分进行签名，保证 Token 在传输的过程中没有被篡改或者损坏，签名的算法也很简单，但是，为了加密，所以除了 Header 和 Payload 之外，还多了一个密钥字段，完整算法为：

    Signature = HMACSHA256(

        base64UrlEncode(header) + "." +

        base64UrlEncode(payload),

        secret)

这部分内容有三个部分，先是用 Base64 编码的 header.payload ，再用加密算法加密一下，加密的时候要放进去一个 Secret密钥，这个密钥被存储在服务端。

 

使用注意

1. payload 中不要存放敏感信息，因为可以被很容易地获取到；
2. Token 在服务器没有存储，只能通过设置过期时间来让 Token 失效，也就是没有办法让 Token 主动失效，就没有办法做单点登录（可以考虑服务器进行存储）
3. 保护好secret私钥，该私钥非常重要。
4. 如果可以，请使用HTTPS协议，不！是务必使用HTTPS!

比较

可扩展性

随着应用程序的扩大和用户数量的增加，你必将开始水平或垂直扩展。session数据通过文件或数据库存储在服务器的内存中。在水平扩展方案中，你必须开始复制服务器数据，你必须创建一个独立的中央session存储系统，以便所有应用程序服务器都可以访问。否则，由于session存储的缺陷，你将无法扩展应用程序。解决这个挑战的另一种方法是使用 sticky session。你还可以将session存储在磁盘上，使你的应用程序在云环境中轻松扩展。这类解决方法在现代大型应用中并没有真正发挥作用。建立和维护这种分布式系统涉及到深层次的技术知识，并随之产生更高的财务成本。在这种情况下，使用JWT是无缝的;由于基于token的身份验证是无状态的，所以不需要在session中存储用户信息。我们的应用程序可以轻松扩展，因为我们可以使用token从不同的服务器访问资源，而不用担心用户是否真的登录到某台服务器上。你也可以节省成本，因为你不需要专门的服务器来存储session。为什么？因为没有session！

注意：如果你正在构建一个小型应用程序，这个程序完全不需要在多台服务器上扩展，并且不需要RESTful API的，那么session机制是很棒的。 如果你使用专用服务器运行像Redis那样的工具来存储session，那么session也可能会为你完美地运作！

安全性

JWT签名旨在防止在客户端被篡改，但也可以对其进行加密，以确保token携带的claim 非常安全。JWT主要是直接存储在web存储（本地/session存储）或cookies中。 JavaScript可以访问同一个域上的Web存储。这意味着你的JWT可能容易受到XSS（跨站脚本）攻击。恶意JavaScript嵌入在页面上，以读取和破坏Web存储的内容。事实上，很多人主张，由于XSS攻击，一些非常敏感的数据不应该存放在Web存储中。一个非常典型的例子是确保你的JWT不将过于敏感/可信的数据进行编码，例如用户的社会安全号码。

最初，我提到JWT可以存储在cookie中。事实上，JWT在许多情况下被存储为cookie，并且cookies很容易受到CSRF（跨站请求伪造）攻击。预防CSRF攻击的许多方法之一是确保你的cookie只能由你的域访问。作为开发人员，不管是否使用JWT，确保必要的CSRF保护措施到位以避免这些攻击。

现在，JWT和session ID也会暴露于未经防范的重放攻击。建立适合系统的重放防范技术，完全取决于开发者。解决这个问题的一个方法是确保JWT具有短期过期时间。虽然这种技术并不能完全解决问题。然而，解决这个挑战的其他替代方案是将JWT发布到特定的IP地址并使用浏览器指纹。

注意：使用HTTPS / SSL确保你的Cookie和JWT在客户端和服务器传输期间默认加密。这有助于避免中间人攻击！

RESTful API服务

现代应用程序的常见模式是从RESTful API查询使用JSON数据。目前大多数应用程序都有RESTful API供其他开发人员或应用程序使用。由API提供的数据具有几个明显的优点，其中之一就是这些数据可以被多个应用程序使用。在这种情况下，传统的使用session和Cookie的方法在用户认证方面效果不佳，因为它们将状态引入到应用程序中。

RESTful API的原则之一是它应该是无状态的，这意味着当发出请求时，总会返回带有参数的响应，不会产生附加影响。用户的认证状态引入这种附加影响，这破坏了这一原则。保持API无状态，不产生附加影响，意味着维护和调试变得更加容易。

另一个挑战是，由一个服务器提供API，而实际应用程序从另一个服务器调用它的模式是很常见的。为了实现这一点，我们需要启用跨域资源共享（CORS）。Cookie只能用于其发起的域，相对于应用程序，对不同域的API来说，帮助不大。在这种情况下使用JWT进行身份验证可以确保RESTful API是无状态的，你也不用担心API或应用程序由谁提供服务。

性能

当从客户端向服务器发出请求时，如果大量数据在JWT内进行编码，则每个HTTP请求都会产生大量的开销。编码时，JWT的大小将是SESSION ID（标识符）的几倍，从而在每个HTTP请求中，JWT比SESSION ID增加更多的开销。

 

实效性

JWT是一种无状态身份验证机制，因为用户状态永远不会保存在服务器内存中。 由于JWT是独立的，所有必要的信息都在那里，所以减少了多次查询数据库的需求。

 

此外，无状态JWT的实效性相比session太差，只有等到过期才可销毁，而session则可手动销毁。

例如有个这种场景，如果JWT中存储有权限相关信息，比如当前角色为 admin，但是由于JWT所有者滥用自身权利，高级管理员将权利滥用者的角色降为 user。但是由于 JWT 无法实时刷新，必需要等到 JWT 过期，强制重新登录时，高级管理员的设置才能生效。

或者是用户发现账号被异地登录，然后修改密码，此时token还未过期，异地的账号一样可以进行操作包括修改密码。

但这种场景也不是没有办法解决，解决办法就是将JWT生成的token存入到redis或者数据库中，当用户登出或作出其他想要让token失效的举动，可通过删除token在数据库或者redis里面的对应关系来解决这个问题。