文章導讀
cookie-parser是Express的中間件，用來實現cookie的解析，是官方腳手架內置的中間件之一。
它的使用非常簡單，但在使用過程中偶爾也會遇到問題。一般都是因為對Express + cookie-parser的簽名、驗證機制不了解導致的。
本文深入講解Express + cookie-parser的簽名和驗證的實現機制，以及cookie簽名是如何增強網站的安全性的。
文本同步收錄於GitHub主題系列《Nodejs學習筆記》
入門例子：cookie設置與解析
先從最簡單的例子來看下cookie-parser的使用，這里采用默認配置。
- cookie設置：使用
Express的內置方法res.cookie()。 - cookie解析：使用
cookie-parser中間件。
var express = require('express');
var cookieParser = require('cookie-parser');
var app = express();
app.use(cookieParser());
app.use(function (req, res, next) {
console.log(req.cookies.nick); // 第二次訪問，輸出chyingp
next();
});
app.use(function (req, res, next) {
res.cookie('nick', 'chyingp');
res.end('ok');
});
app.listen(3000);
在當前場景下，cookie-parser中間件大致實現如下：
app.use(function (req, res, next) {
req.cookies = cookie.parse(req.headers.cookie);
next();
});
進階例子：cookie簽名與解析
出於安全的考慮，我們通常需要對cookie進行簽名。
例子改寫如下，有幾個注意點：
cookieParser初始化時，傳入secret作為簽名的秘鑰。- 設置cookie時，將
signed設置為true，表示對即將設置的cookie進行簽名。 - 獲取cookie時，可以通過
req.cookies，也可以通過req.signedCookies獲取。
var express = require('express');
var cookieParser = require('cookie-parser');
var app = express();
// 初始化中間件，傳入的第一個參數為singed secret
app.use(cookieParser('secret'));
app.use(function (req, res, next) {
console.log(req.cookies.nick); // chyingp
console.log(req.signedCookies.nick); // chyingp
next();
});
app.use(function (req, res, next) {
// 傳入第三個參數 {signed: true}，表示要對cookie進行摘要計算
res.cookie('nick', 'chyingp', {signed: true});
res.end('ok');
});
app.listen(3000);
簽名前的cookie值為chyingp，簽名后的cookie值為s%3Achyingp.uVofnk6k%2B9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d%2BmG9rD0，decode后為s:chyingp.uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0。
下面就來分析下，cookie的簽名、解析是如何實現的。
cookie簽名、驗證實現剖析
Express完成cookie值的簽名，cookie-parser實現簽名cookie的解析。兩者共用同一個秘鑰。
cookie簽名
Express對cookie的設置（包括簽名），都是通過res.cookie()這個方法實現的。
精簡后的代碼如下：
res.cookie = function (name, value, options) {
var secret = this.req.secret;
var signed = opts.signed;
// 如果 options.signed 為true，則對cookie進行簽名
if (signed) {
val = 's:' + sign(val, secret);
}
this.append('Set-Cookie', cookie.serialize(name, String(val), opts));
return this;
};
sign為簽名函數。偽代碼如下，其實就是把cookie的原始值，跟hmac后的值拼接起來。
敲黑板划重點：簽名后的cookie值，包含了原始值。
function sign (val, secret) {
return val + '.' + hmac(val, secret);
}
這里的secret哪來的呢？是cookie-parser初始化的時候傳入的。如下偽代碼所示：
var cookieParser = function (secret) {
return function (req, res, next) {
req.secret = secret;
// ...
next();
};
};
app.use(cookieParser('secret'));
簽名cookie解析
知道了cookie簽名的機制后，如何"解析"簽名cookie就很清楚了。這個階段，中間件主要做了兩件事：
- 將簽名cookie對應的原始值提取出來
- 驗證簽名cookie是否合法
實現代碼如下：
// str：簽名后的cookie，比如 "s:chyingp.uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0"
// secret：秘鑰，比如 "secret"
function signedCookie(str, secret) {
// 檢查是否 s: 開頭，確保只對簽過名的cookie進行解析
if (str.substr(0, 2) !== 's:') {
return str;
}
// 校驗簽名的值是否合法，如合法，返回true，否則，返回false
var val = unsign(str.slice(2), secret);
if (val !== false) {
return val;
}
return false;
}
判斷、提取cookie原始值比較簡單。只是是unsign方法名比較有迷惑性。
一般只會對簽名進行合法校驗，並沒有所謂的反簽名。
unsign方法的代碼如下：
- 首先，從傳入的cookie值中，分別提取出原始值A1、簽名值B1。
- 其次，用同樣的秘鑰對A1進行簽名，得到A2。
- 最后，根據A2、B1是否相等，判斷簽名是否合法。
exports.unsign = function(val, secret){
var str = val.slice(0, val.lastIndexOf('.'))
, mac = exports.sign(str, secret);
return sha1(mac) == sha1(val) ? str : false;
};
cookie簽名的作用
主要是出於安全考慮，防止cookie被篡改，增強安全性。
舉個小例子來看下cookie簽名是如何實現防篡改的。
基於前面的例子展開。假設網站通過nick這個cookie來區分當前登錄的用戶是誰。在前面例子中，登錄用戶的cookie中，nick對應的值如下：(decode后的)
s:chyingp.uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0
此時，有人試圖修改這個cookie值，來達到偽造身份的目的。比如修改成xiaoming：
s:xiaoming.uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0
當網站收到請求，對簽名cookie進行解析，發現簽名驗證不通過。由此可判斷，cookie是偽造的。
hmac("xiaoming", "secret") !== "uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0"
簽名就一定能夠確保安全嗎
當然不是。
上個小節的例子，僅通過nick這個cookie的值來判斷登錄的是哪個用戶，這是一個非常糟糕的設計。雖然在秘鑰未知的情況下，很難偽造簽名cookie。但用戶名相同的情況下，簽名也是相同的。這種情況下，其實是很容易偽造的。
另外，開源組件的算法是公開的，因此秘鑰的安全性就成了關鍵，要確保秘鑰不泄露。
還有很多，這里不展開。
小結
本文主要對Express + cookie-parser的簽名和解析機制進行相對深入的介紹。
不少類似的總結文章中，把cookie的簽名說成了加密，這是一個常見的錯誤，讀者朋友需要注意一下。
簽名部分的介紹，稍微涉及一些簡單的安全知識，對這塊不熟悉的同學可以留言交流。為講解方便，部分段落、用詞可能不夠嚴謹。如有錯漏，敬請指出。