发展史

1、很久很久以前，Web 基本上就是文档的浏览而已， 既然是浏览，作为服务器， 不需要记录谁在某一段时间里都浏览了什么文档，每次请求都是一个新的HTTP协议， 就是请求加响应， 尤其是我不用记住是谁刚刚发了HTTP请求， 每个请求对我来说都是全新的。这段时间很嗨皮

2、但是随着交互式Web应用的兴起，像在线购物网站，需要登录的网站等等，马上就面临一个问题，那就是要管理会话，必须记住哪些人登录系统， 哪些人往自己的购物车中放商品， 也就是说我必须把每个人区分开，这就是一个不小的挑战，因为HTTP请求是无状态的，所以想出的办法就是给大家发一个会话标识(session id), 说白了就是一个随机的字串，每个人收到的都不一样， 每次大家向我发起HTTP请求的时候，把这个字符串给一并捎过来， 这样我就能区分开谁是谁了

3、这样大家很嗨皮了，可是服务器就不嗨皮了，每个人只需要保存自己的session id，而服务器要保存所有人的session id ！ 如果访问服务器多了， 就得由成千上万，甚至几十万个。
这对服务器说是一个巨大的开销 ， 严重的限制了服务器扩展能力， 比如说我用两个机器组成了一个集群， 小F通过机器A登录了系统， 那session id会保存在机器A上， 假设小F的下一次请求被转发到机器B怎么办？ 机器B可没有小F的 session id啊。

有时候会采用一点小伎俩： session sticky ， 就是让小F的请求一直粘连在机器A上， 但是这也不管用， 要是机器A挂掉了， 还得转到机器B去。
那只好做session 的复制了， 把session id 在两个机器之间搬来搬去， 快累死了。

后来有个叫Memcached的支了招： 把session id 集中存储到一个地方， 所有的机器都来访问这个地方的数据， 这样一来，就不用复制了， 但是增加了单点失败的可能性， 要是那个负责session 的机器挂了， 所有人都得重新登录一遍， 估计得被人骂死。

也尝试把这个单点的机器也搞出集群，增加可靠性， 但不管如何， 这小小的session 对我来说是一个沉重的负担

4、 于是有人就一直在思考， 我为什么要保存这可恶的session呢， 只让每个客户端去保存该多好？
可是如果不保存这些session id , 怎么验证客户端发给我的session id 的确是我生成的呢？ 如果不去验证，我们都不知道他们是不是合法登录的用户， 那些不怀好意的家伙们就可以伪造session id , 为所欲为了。

嗯，对了，关键点就是验证 ！
比如说， 小F已经登录了系统， 我给他发一个令牌(token)， 里边包含了小F的 user id， 下一次小F 再次通过Http 请求访问我的时候， 把这个token 通过Http header 带过来不就可以了。
不过这和session id没有本质区别啊， 任何人都可以可以伪造， 所以我得想点儿办法， 让别人伪造不了。

那就对数据做一个签名吧， 比如说我用HMAC-SHA256 算法，加上一个只有我才知道的密钥， 对数据做一个签名， 把这个签名和数据一起作为token ， 由于密钥别人不知道， 就无法伪造token了。

这个token 我不保存， 当小F把这个token 给我发过来的时候，我再用同样的HMAC-SHA256 算法和同样的密钥，对数据再计算一次签名， 和token 中的签名做个比较， 如果相同， 我就知道小F已经登录过了，并且可以直接取到小F的user id , 如果不相同， 数据部分肯定被人篡改过， 我就告诉发送者： 对不起，没有认证。

Token 中的数据是明文保存的（虽然我会用Base64做下编码， 但那不是加密）， 还是可以被别人看到的， 所以我不能在其中保存像密码这样的敏感信息。
当然， 如果一个人的token 被别人偷走了， 那我也没办法， 我也会认为小偷就是合法用户， 这其实和一个人的session id 被别人偷走是一样的。
这样一来， 我就不保存session id 了， 我只是生成token , 然后验证token ， 我用我的CPU计算时间获取了我的session 存储空间 ！
解除了session id这个负担， 可以说是无事一身轻， 我的机器集群现在可以轻松地做水平扩展， 用户访问量增大， 直接加机器就行。 这种无状态的感觉实在是太好了！

Cookie（数据存储功能）

cookie 是一个非常具体的东西，指的就是浏览器里面能永久存储的一种数据，仅仅是浏览器实现的一种数据存储功能。

cookie由服务器生成，发送给浏览器，浏览器把cookie以kv形式保存到某个目录下的文本文件内，下一次请求同一网站时会把该cookie发送给服务器。由于cookie是存在客户端上的，所以浏览器加入了一些限制确保cookie不会被恶意使用，同时不会占据太多磁盘空间，所以每个域的cookie数量是有限的。

执行流程：
A：首先，客户端会发送一个http请求到服务器端。
B： 服务器端接受客户端请求后，发送一个http响应到客户端，这个响应头，其中就包含Set-Cookie头部。
C：在客户端发起的第二次请求（注意：如果服务器需要我们带上Cookie，我们就需要在B步骤上面拿到这个Cookie然后作为请求头一起发起第二次请求），提供给了服务器端可以用来唯一标识客户端身份的信息。这时，服务器端也就可以判断客户端是否启用了cookies。尽管，用户可能在和应用程序交互的过程中突然禁用cookies的使用，但是，这个情况基本是不太可能发生的，所以可以不加以考虑，这在实践中也被证明是对的。

为了方便理解，可以先看下这张流程执行图加深概念

客户端与服务端的Cookie流程图
那么，在浏览器上面的请求头和Cookie在那？下图给大家截取了其中一种。

Cookie的原理

（1）客户端第一次请求时，发送数据到服务器。
（2）服务器返回响应信息的同时，还会传回一个cookie（cookie S-001）
（3）客户端接收服务器的响应之后，浏览器会将cookie存放在一个统一的位置。
（4）客户端再次向服务器发送请求的时候，会把Cookie S-001再次发挥服务器。

Cookie的生命周期

cookoe的生存时间是整个会话期间：浏览器会将cookie保存在内存中，浏览器关闭时自动删除这个cookie
cookie的生存时间是长久有效的：手动将cookie报存在客户端的硬盘中，浏览器关闭的话，cookie页不会清除；下次在打开浏览器访问对应网站内容，这个cookie就会自动再次发送到服务器。

Session（身份标识）

session 从字面上讲，就是会话。这个就类似于你和一个人交谈，你怎么知道当前和你交谈的是张三而不是李四呢？对方肯定有某种特征（长相等）表明他就是张三。

session 也是类似的道理，服务器要知道当前发请求给自己的是谁。为了做这种区分，服务器就要给每个客户端分配不同的“身份标识”，然后客户端每次向服务器发请求的时候，都带上这个“身份标识”，服务器就知道这个请求来自于谁了。至于客户端怎么保存这个“身份标识”，可以有很多种方式，对于浏览器客户端，大家都默认采用 cookie 的方式。

服务器使用session把用户的信息临时保存在了服务器上，用户离开网站后session会被销毁。这种用户信息存储方式相对cookie来说更安全，可是session有一个缺陷：如果web服务器做了负载均衡，那么下一个操作请求到了另一台服务器的时候session会丢失。

Session是对于服务端来说的，客户端是没有Session一说的。Session是服务器在和客户端建立连接时添加客户端连接标志，最终会在服务器软件（Apache、Tomcat、JBoss）转化为一个临时Cookie发送给给客户端，当客户端第一请求时服务器会检查是否携带了这个Session（临时Cookie），如果没有则会添加Session，如果有就拿出这个Session来做相关操作。

在这里引用别人家的一个小故事来加深印象：

在说session是啥之前，我们先来说说为什么会出现session会话，它出现的机理是什么？
我们知道，我们用浏览器打开一个网页，用到的是HTTP协议，了解计算机的应该都知道这个协议，**它是无状态的，什么是无状态呢？就是说这一次请求和上一次请求是没有任何关系的，互不认识的，没有关联的**。但是这种无状态的的好处是快速。所以就会带来一个问题就是，我希望几个请求的页面要有关联，比如：我在www.a.com/login.php里面登陆了，我在www.a.com/index.php 也希望是登陆状态，但是，这是2个不同的页面，也就是2个不同的HTTP请求，这2个HTTP请求是无状态的，也就是无关联的，所以无法单纯的在index.php中读取到它在login.php中已经登陆了！
    那咋搞呢？我不可能这2个页面我都去登陆一遍吧。或者用笨方法这2个页面都去查询数据库，如果有登陆状态，就判断是登陆的了。这种查询数据库的方案虽然可行，但是每次都要去查询数据库不是个事，会造成数据库的压力。 所以正是这种诉求，这个时候，一个新的客户端存储数据方式出现了：cookie。cookie是把少量的信息存储在用户自己的电脑上，它在一个域名下是一个全局的，只要设置它的存储路径在域名www.a.com下 ，那么当用户用浏览器访问时，php就可以从这个域名的任意页面读取cookie中的信息。所以就很好的解决了我在www.a.com/login.php页面登陆了，我也可以在www.a.com/index.php获取到这个登陆信息了。同时又不用反复去查询数据库。 虽然这种方案很不错，也很快速方便，但是由于cookie 是存在用户端，而且它本身存储的尺寸大小也有限，最关键是用户可以是可见的，并可以随意的修改，很不安全。那如何又要安全，又可以方便的全局读取信息呢？于是，这个时候，一种新的存储会话机制：session 诞生了。
  Session 就是在一次会话中解决2次HTTP的请求的关联，让它们产生联系，让2两个页面都能读取到找个这个全局的session信息。**session信息存在于服务器端**，所以也就很好的解决了安全问题。

Session的原理

（1）服务器在处理客户端请求过程中会创建session，并且为该session生存唯一的session ID。（这个session ID在随后的请求中会被用来重新获得已经创建的session。在session被创建后，就可以调用session相关的方法向session中新增内容，这些内容只会保存在服务器中） :::info WCYTIP：也就是用户相关的信息都是存在服务器上的，仅是把一个ID返回给客户端，客户端所有的请求都需要带上这个ID，但这个ID里面具体有哪些内容就不需要返回给客户端了，这样就可以保障相应的安全性 ::: （2）服务器将session ID发送到客户端
（3）当客户端再次请求时，就会带上这个session ID
（4）服务器接收到请求之后就会一句Session ID 找到相应的Session ，完成请求

ps：
1、虽然session保存在服务器，但它还是需要客户端浏览器的支持，因为session需要使用cookie作为识别标志。服务器会向客户端发送一个名为JSEDDIONID的cookie，它的值为session ID。
2、当cookie被禁用时，可以使用url重写的方法：将session写在URL中，服务器在进行解析

Session的生命周期

与cookie一直，服务器也能设置session的生效时间。

Cookie和Session的区别
1、存储位置不同：session存储在服务器，cookie存储在客户端
2、存储容量不同：单个cookie保存数据小于等于4kb，一个站点最多保存20个cookie；session没有上限，但是由于服务器内存性能考虑，session不要存太多东西，并有删除机制
3、存取方式不同：cookie只能保存ASCII字符串；session能存取任何类型的数据
4、隐私策略不同：cookie是对客户端是可见的，可以分析存放在本地的cookie并进去cookie欺骗；session存储在服务器上，对于客户端是透明的，不存在敏感信息泄露的风险
5、服务器压力不同：session是保存在服务端，每隔用户都会产生一个session。加入并发访问的用户太多，会产生很多的session，对服务器是一个很大的负担，耗费大量内存，cookie保管在客户端，不占用服务器资源。对于并发用户十分多的网站，cookie是一个很好的选择。
6、浏览器的支持不同：session不支持新建窗口，只支持字窗口。而cookie都支持。 假设浏览器禁用cookie，session可以通过URL重写的方法实现。COOKIE就派不上用场。

Token（身份令牌）

在Web领域基于Token的身份验证随处可见。在大多数使用Web API的互联网公司中，tokens 是多用户下处理认证的最佳方式。

以下几点特性会让你在程序中使用基于Token的身份验证

1. 无状态、可扩展
2. 支持移动设备
3. 跨程序调用
4. 安全

那些使用基于Token的身份验证的大佬们
大部分你见到过的API和Web应用都使用tokens。例如Facebook, Twitter, Google+, GitHub等。

token是用户身份的验证方式，我们通常叫它：令牌。最简单的token组成:uid(用户唯一的身份标识)、time(当前时间的时间戳)、sign(签名，由token的前几位+盐以哈希算法压缩成一定长的十六进制字符串，可以防止恶意第三方拼接token请求服务器)。还可以把不变的参数也放进token，避免多次查库。

应用场景：
A：当用户首次登录成功（注册也是一种可以适用的场景）之后, 服务器端就会生成一个 token 值，这个值，会在服务器保存token值(保存在数据库中)，再将这个token值返回给客户端.
B：客户端拿到 token 值之后,进行本地保存。（SP存储是大家能够比较支持和易于理解操作的存储）
C：当客户端再次发送网络请求(一般不是登录请求)的时候,就会将这个 token 值附带到参数中发送给服务器.
D：服务器接收到客户端的请求之后,会取出token值与保存在本地(数据库)中的token值做对比
对比一：如果两个 token 值相同， 说明用户登录成功过!当前用户处于登录状态!
对比二：如果没有这个 token 值, 则说明没有登录成功.
对比三：如果 token 值不同: 说明原来的登录信息已经失效,让用户重新登录.

Token的起源

在介绍基于Token的身份验证的原理与优势之前，不妨先看看之前的认证都是怎么做的。
基于服务器的验证
我们都是知道HTTP协议是无状态的，这种无状态意味着程序需要验证每一次请求，从而辨别客户端的身份。
在这之前，程序都是通过在服务端存储的登录信息来辨别请求的。这种方式一般都是通过存储Session来完成。

下图展示了基于服务器验证的原理
随着Web，应用程序，已经移动端的兴起，这种验证的方式逐渐暴露出了问题。尤其是在可扩展性方面。
基于服务器验证方式暴露的一些问题

1. Seesion：每次认证用户发起请求时，服务器需要去创建一个记录来存储信息。当越来越多的用户发请求时，内存的开销也会不断增加。
2. 可扩展性：在服务端的内存中使用Seesion存储登录信息，伴随而来的是可扩展性问题。
3. CORS(跨域资源共享)：当我们需要让数据跨多台移动设备上使用时，跨域资源的共享会是一个让人头疼的问题。在使用Ajax抓取另一个域的资源，就可以会出现禁止请求的情况。
4. CSRF(跨站请求伪造)：用户在访问银行网站时，他们很容易受到跨站请求伪造的攻击，并且能够被利用其访问其他的网站。

在这些问题中，可扩展性是最突出的。因此我们有必要去寻求一种更有行之有效的方法。

基于Token的验证原理

基于Token的身份验证是无状态的，我们不将用户信息存在服务器或Session中。
这种概念解决了在服务端存储信息时的许多问题
NoSession意味着你的程序可以根据需要去增减机器，而不用去担心用户是否登录。
基于Token的身份验证的过程如下:

1. 用户通过用户名和密码发送请求。
2. 程序验证。
3. 程序返回一个签名的 token 给客户端。
4. 客户端储存 token，并且每次用于每次发送请求。
5. 服务端验证 token 并返回数据。

每一次请求都需要token。token应该在HTTP的头部发送从而保证了Http请求无状态。我们同样通过设置服务器属性Access-Control-Allow-Origin: ，让服务器能接受到来自所有域的请求。需要主要的是，在ACAO头部标明(designating)时，不得带有像HTTP认证，客户端SSL证书和cookies的证书。

实现思路：

1. 用户登录校验，校验成功后就返回Token给客户端。
2. 客户端收到数据后保存在客户端
3. 客户端每次访问API是携带Token到服务器端。
4. 服务器端采用filter过滤器校验。校验成功则返回请求数据，校验失败则返回错误码

当我们在程序中认证了信息并取得token之后，我们便能通过这个Token做许多的事情。
我们甚至能创建一个基于权限的token传给第三方应用程序，这些第三方程序能够获取到我们的数据（当然只有在我们允许的特定的token）

Tokens的优势

• 无状态、可扩展
  • 在客户端存储的Tokens是无状态的，并且能够被扩展。基于这种无状态和不存储Session信息，负载负载均衡器能够将用户信息从一个服务传到其他服务器上。
  • 如果我们将已验证的用户的信息保存在Session中，则每次请求都需要用户向已验证的服务器发送验证信息(称为Session亲和性)。用户量大时，可能会造成一些拥堵。
  • 但是不要着急。使用tokens之后这些问题都迎刃而解，因为tokens自己hold住了用户的验证信息。
• 安全性
  • 请求中发送token而不再是发送cookie能够防止CSRF(跨站请求伪造)。即使在客户端使用cookie存储token，cookie也仅仅是一个存储机制而不是用于认证。不将信息存储在Session中，让我们少了对session操作。
  • token是有时效的，一段时间之后用户需要重新验证。我们也不一定需要等到token自动失效，token有撤回的操作，通过token revocataion可以使一个特定的token或是一组有相同认证的token无效。
• 可扩展性
  • Tokens能够创建与其它程序共享权限的程序。例如，能将一个随便的社交帐号和自己的大号(Fackbook或是Twitter)联系起来。当通过服务登录Twitter(我们将这个过程Buffer)时，我们可以将这些Buffer附到Twitter的数据流上(we are allowing Buffer to post to our Twitter stream)。
  • 使用tokens时，可以提供可选的权限给第三方应用程序。当用户想让另一个应用程序访问它们的数据，我们可以通过建立自己的API，得出特殊权限的tokens。
• 多平台跨域
  • 我们提前先来谈论一下CORS(跨域资源共享)，对应用程序和服务进行扩展的时候，需要介入各种各种的设备和应用程序。
  • Having our API just serve data, we can also make the design choice to serve assets from a CDN. This eliminates the issues that CORS brings up after we set a quick header configuration for our application.
  • 只要用户有一个通过了验证的token，数据和资源就能够在任何域上被请求到。
  • Access-Control-Allow-Origin: * 1
• 基于标准
  • 创建token的时候，你可以设定一些选项。我们在后续的文章中会进行更加详尽的描述，但是标准的用法会在JSON Web Tokens体现。
  • 最近的程序和文档是供给JSON Web Tokens的。它支持众多的语言。这意味在未来的使用中你可以真正的转换你的认证机制。

    Token 和 Session 的区别

    session和 token并不矛盾，作为身份认证token安全性比session好，因为每个请求都有签名还能防止监听以及重放攻击，而session就必须靠链路层来保障通讯安全了。如上所说，如果你需要实现有状态的会话，仍然可以增加session来在服务器端保存一些状态

App通常用restful api跟server打交道。Rest是stateless的，也就是app不需要像browser那样用cookie来保存session,因此用session token来标示自己就够了，session/state由api server的逻辑处理。如果你的后端不是stateless的rest api,那么你可能需要在app里保存session.可以在app里嵌入webkit,用一个隐藏的browser来管理cookie session.

Session是一种HTTP存储机制，目的是为无状态的HTTP提供的持久机制。所谓Session认证只是简单的把User信息存储到Session里，因为SID的不可预测性，暂且认为是安全的。这是一种认证手段。而Token，如果指的是OAuth Token或类似的机制的话，提供的是 认证 和 授权 ，认证是针对用户，授权是针对App。其目的是让 某App有权利访问 某用户 的信息。这里的Token是唯一的。不可以转移到其它App上，也不可以转到其它 用户 上。转过来说Session。Session只提供一种简单的认证，即有此SID，即认为有此User的全部权利。是需要严格保密的，这个数据应该只保存在站方，不应该共享给其它网站或者第三方App。所以简单来说，如果你的用户数据可能需要和第三方共享，或者允许第三方调用API接口，用Token。如果永远只是自己的网站，自己的App，用什么就无所谓了。

token就是令牌，比如你授权（登录）一个程序时，他就是个依据，判断你是否已经授权该软件；cookie就是写在客户端的一个txt文件，里面包括你登录信息之类的，这样你下次在登录某个网站，就会自动调用cookie自动登录用户名；session和cookie差不多，只是session是写在服务器端的文件，也需要在客户端写入cookie文件，但是文件里是你的浏览器编号.Session的状态是存储在服务器端，客户端只有session id；而Token的状态是存储在客户端。

总结

token

令牌，是用户身份的验证方式。
最简单的token组成:uid(用户唯一的身份标识)、time（当前时间的时间戳）、sign（签名）。

对Token认证的五点认识

1. 一个Token就是一些信息的集合；
2. 在Token中包含足够多的信息，以便在后续请求中减少查询数据库的几率；
3. 服务端需要对cookie和HTTP Authrorization Header进行Token信息的检查；
4. 基于上一点，你可以用一套token认证代码来面对浏览器类客户端和非浏览器类客户端；
5. 因为token是被签名的，所以我们可以认为一个可以解码认证通过的token是由我们系统发放的，其中带的信息是合法有效的；

   session

   会话，代表服务器与浏览器的一次会话过程，这个过程是连续的，也可以时断时续。
   cookie中存放着一个sessionID，请求时会发送这个ID；
   session因为请求（request对象）而产生；
   session是一个容器，可以存放会话过程中的任何对象；
   session的创建与使用总是在服务端，浏览器从来都没有得到过session对象；
   session是一种http存储机制，目的是为武装的http提供持久机制。

   cookie

   储存在用户本地终端上的数据，服务器生成，发送给浏览器，下次请求统一网站给服务器。

   cookie与session区别

   cookie数据存放在客户端上，session数据放在服务器上；
   cookie不是很安全，且保存数据有限；
   session一定时间内保存在服务器上,当访问增多，占用服务器性能。

   session与token

   作为身份认证，token安全行比session好；
   Session 认证只是简单的把User 信息存储到Session 里，因为SID 的不可预测性，暂且认为是安全的。这是一种认证手段。 而Token ，如果指的是OAuth Token 或类似的机制的话，提供的是 认证 和 授权 ，认证是针对用户，授权是针对App 。其目的是让 某App有权利访问 某用户 的信息。

   token与cookie

   Cookie是不允许垮域访问的，但是token是支持的， 前提是传输的用户认证信息通过HTTP头传输；

token就是令牌，比如你授权（登录）一个程序时，他就是个依据，判断你是否已经授权该软件；
cookie就是写在客户端的一个txt文件，里面包括你登录信息之类的，这样你下次在登录某个网站，就会自动调用cookie自动登录用户名；
session和cookie差不多，只是session是写在服务器端的文件，也需要在客户端写入cookie文件，但是文件里是你的浏览器编号.Session的状态是存储在服务器端，客户端只有session id；
而Token的状态是存储在客户端。