什么是认证？（Authentication）

  • 通俗的讲就是验证当前用户的身份，证明“你是你自己”

  • 互联网中的认证：

    • 用户名密码登录
    • 邮件发送登陆链接
    • 手机接收验证码
    • 只要你能收到邮箱/验证码，就默认你是账号的主人

      什么是授权（Authorization）

  • 用户授予第三方应用访问该用户某些资源的权限

    • 你在安装手机应用时，APP会询问是否授予权限
    • 你在访问微信小程序的时候，当登录时，小程序会询问是否允许授权

  • 实现授权的方式有：cookie、session、token、OAuth

    什么是凭证（Credentials）

  • 实现认证和授权的前提是需要一种媒介来标记访问者的身份

    • 在战国时期，商鞅变法，发明了照身帖。照身帖由官府发放，是一块打磨光滑细密的竹板，上面刻有持有人的头像和籍贯信息。国人必须持有，如若没有就被认为是黑户，或者间谍之类的。
    • 在现实生活中，每个人都会有一张专属的居民身份证，是用于证明持有人身份的一种法定证件。通过身份证，我们可以办理手机卡/银行卡/个人贷款/交通出行等等，这就是认证的凭证。
    • 在互联网应用中，一般网站（如掘金）会有两种模式，游客模式和登录模式。游客模式下，可以正常浏览网站上面的文章，一旦想要点赞/收藏/分享文章，就需要登录或者注册账号。当用户登录成功后，服务器会给该用户使用的浏览器颁发一个令牌（token），这个令牌用来表明你的身份，每次浏览器发送请求时会带上这个令牌，就可以使用游客模式下无法使用的功能。

      什么是cookie

  • HTTP是无状态的协议（对于事物处理没有记忆能力，每次客户端和服务端会话完成时，服务端不会保存任何会话信息）：每个请求都是完全独立的，服务端无法确认当前访问者的身份信息，无法分辨上一次的请求发送者和这一次的发送者是不是同一个人。所以服务器与浏览器为了进行会话跟踪（知道是谁在访问我），就必须主动的去维护一个状态，这个状态用于告知服务端前后两个请求是否来自同一浏览器。而这个状态需要通过 cookie 或者 session 去实现。

  • cookie存储在客户端：cookie是服务器发送到用户浏览器并保存在本地的一小块数据，他会在浏览器下一次向同一服务器再发起请求时被携带并发送到服务器上。
  • cookie是不可跨域的：每个cookie都会绑定单一的域名，无法再别的域名下获取使用，一级域名和二级域名之间是允许共享使用的（靠的是domain）
  • cookie的重要属性： | 属性 | 说明 | | —- | —- | | name=value | 键值对，设置Cookie的名称以及相对应的值，都必须是字符串类型
    - 如果值为Unicode字符，需要为字符编码
    - 如果值为二进制数据，则需要使用BASE64编码
    | | domain | 指定Cookie的域名。默认是当前域名
    - 如果设置为 /abc，则只有 /abc 下的路由可以访问到该 cookie，如：/abc/read。
    | | maxAge | cookie的失效时间，单位秒。如果是整数，则该cookie再maxAge秒后失效。如果是负数，该cookie为临时cookie关闭浏览器就失效，浏览器也不会以任何形式保存该cookie。如果为零0，则表示删除该cookie。默认为-1；
    - 比expires好用。
    | | expires | 过期时间，在设置的某个时间点后该 cookie 就会失效。
    一般浏览器的 cookie 都是默认储存的，当关闭浏览器结束这个会话的时候，这个 cookie 也就会被删除 | | secure | 该cookie是否仅被使用安全协议传输。安全协议有HTTPS，SSL等，在网络上传输数据之前先将数据加密。默认为false。
    当secure值为true时，cookie再HTTP中是无效，在https中才有效。 | | httpOnly | 如果给某个cookie设置了httpOnly属性，则无法通过JS脚本读取该cookie的信息，但还是能通过Application中手动修改cookie，所以只是在一定程度上可以防止XSS共计，不是绝对安全的。 |

什么是session

  • session是另一种记录服务器和客户端会话状态的机制
  • session是基于cookie实现的，session存储在服务器端，sessionId会被存储到客户端的cookie中

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  • session认证流程：
    • 用户第一次请求服务器的时候，服务器根据用户提交的相关信息，创建对应的 Session
    • 请求返回时将此 Session 的唯一标识信息 SessionID 返回给浏览器
    • 浏览器接收到服务器返回的 SessionID 信息后，会将此信息存入到 Cookie 中，同时 Cookie 记录此 SessionID 属于哪个域名
    • 当用户第二次访问服务器的时候，请求会自动判断此域名下是否存在 Cookie 信息，如果存在自动将 Cookie 信息也发送给服务端，服务端会从 Cookie 中获取 SessionID，再根据 SessionID 查找对应的 Session 信息，如果没有找到说明用户没有登录或者登录失效，如果找到 Session 证明用户已经登录可执行后面操作。

根据以上流程可知：sessionID是连接Cookie和Session的一道桥梁，大部分系统也是根据此原理来验证用户登陆状态。

Cookie和Session的区别

  • 安全性：session比cookie安全，session是存储到服务器端的，cookie是存储在客户端的。
  • 存取值的类型不同：cookie只支持字符串数据，想要设置其他类型的数据，需要将器转换为字符串，session可以存储任意数据类型。
  • 有效期不同：cookie可设置为长时间保持，比如我们经常使用的默认登录功能，session一般失效时间较短，客户端关闭（默认情况下）或者session超时都会失效。

  • 存储大小不同：单个cookie保存数据不能超过4K，session可存储数据远高于cookie，但是当访问量过多，会占用过多的服务器内存。

    什么是Token（令牌）

    Access Token

  • 访问资源接口（API）时所需要的资源凭证

  • 简单Token的组成：uid（用户唯一的身份标识）、time（当前时间的时间戳）、sign（签名，token的前几位以哈希算法压缩成的一定长度的十六进制字符串）
  • 特点：
    • 服务端无状态、可扩展性好
    • 支持移动端设备
    • 安全
    • 支持跨域请求
  • token的身份验证流程：

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  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与密码
  3. 验证成功后，服务器端会签发一个token并把这个token发送给客户端
  4. 客户端收到token以后，会把它存储起来，比如放在cookie里或者localStorage里
  5. 客户端每次向服务器请求资源的时候需要带着服务端签发的token
  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
  • 每一次请求都需要携带token，需要把token放到HTTP的header里
  • 基于token的用户认证时一种服务器端无状态的认证方式，服务端不用放在token数据。用解析token的计算时间换取session的存储空间，从而减轻服务器压力，减少频繁的查询数据库

  • token完全由应用管理，所以它可以避开同源策略

    Refresh Token

  • 另外一种token——refresh token

  • refresh token是专用于刷新access token的token。如果没有refresh token，也可以刷新access token，但每次刷新都要用户输入登录名与密码，会很麻烦，有了refresh token，可以减少这个麻烦，客户端直接用refresh token去更新access token，无需用户进行额外的操作。

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  • Access Token的有效期比较短，当Access Token由于过期时间而失效时，使用refresh token就可以获取到新的token，如果refresh token也失效了，用户只能重新登录了。

  • refresh token及过期时间时存储在服务器的数据库中，只有在申请新的Access Token时才会验证，不会对业务接口响应时间造成影响，也不需要向session一样一直保持在内存中，以应对大量请求。

    Token与Session的区别

  • session是一种记录服务器和客户端会话状态的机制，使服务端有状态变化，可以记录会话信息。而Token是令牌，访问资源接口（API）时所需要的资源凭证。Token使服务端无状态化，不会存储会话信息。

  • session和token并不矛盾，作为身份认证Token安全性比session好，因为每一个请求都有签名还能防止监听以及重放共计，而session就必须依赖链路层来保障通讯安全了。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。

  • 所谓session认证只是简单的把user信息存储到session里，因为sessionID的不可预测性暂且认为是安全的。而token，如果指的是OAuthToken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。Session 只提供一种简单的认证，即只要有此 SessionID ，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。

    什么是JWT

  • JSON Web Token(简称 JWT) 是目前最流行的跨域认证解决方案

  • 是一种认证授权机制
  • JWT是为了在网络应用环境间传递声明而执行的一种基于JSON的开放标准（RFC 7519）。JWT的声明一般被用来在身份提供者和服务提供者间传递被认证的用户信息，以便于从资源服务器获取资源。比如用户登录。
  • 可以使用 HMAC 算法或者是 RSA 的公/私秘钥对 JWT 进行签名。因为数字签名的存在，这些传递的信息是可信的。

  • 阮一峰老师的 JSON Web Token 入门教程 讲的非常通俗易懂，这里就不再班门弄斧了

    生成 JWT

    jwt.io/
    www.jsonwebtoken.io/

    JWT的原理

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    JWT 认证流程：

  • 用户输入用户名/密码登录，服务端认证成功后，会返回给客户端一个 JWT

  • 客户端将 token 保存到本地（通常使用 localstorage，也可以使用 cookie）

  • 当用户希望访问一个受保护的路由或者资源的时候，需要请求头的 Authorization 字段中使用Bearer 模式添加 JWT，其内容看起来是下面这样

    1. Authorization: Bearer <token>

  • 服务端的保护路由将会检查请求头Authorization中的JWT信息，如果合法，则允许用户行为。

  • 因为 JWT 是自包含的（内部包含了一些会话信息），因此减少了需要查询数据库的需要
  • 因为 JWT 并不使用 Cookie 的，所以你可以使用任何域名提供你的 API 服务而不需要担心跨域资源共享问题（CORS）
  • 因为用户的状态不再存储在服务端的内存中，所以这是一种无状态的认证机制