一、session的狀態保持及弊端
(1)當用戶第1次通過瀏覽器使用用戶名和密碼訪問服務器時,服務器對用戶名和密碼進行驗證。
(2)驗證成功后,在服務器端生成並保存session數據,通過cookie向瀏覽器返回sessionId,瀏覽器將sessionId記錄在cookie中。
(3)當瀏覽器再次訪問時,會默認攜帶cookie中的sessionId,服務器校驗sessionId存在或有效,如果存在就保持當前會話,不需要重新登錄,返回瀏覽器所需數據。
好處:
session的主要實現是:用戶登錄后保持會話信息,使得打開不同頁面不需要重新登錄。
如果會話超時,或者服務器重啟(如果session存在服務內存中),那么要求用戶重新登錄,這也是自動登錄的由來。
弊端:
1、通常session是存儲在內存中的,用戶過多時,內存開銷會比較大。
2、存在安全問題,CSRF跨站偽造請求攻擊。
session是基於cookie進行用戶識別的, cookie如果被截獲,用戶就會很容易受到跨站請求偽造的攻擊。
3、擴展性不強,無法直接支持分布式服務部署。
后來有人把session id 集中存儲到一個地方(redis/memcache), 所有的機器都來訪問這個地方的數據,但是這樣增加了單點失敗的可能性, 要是那個負責session 的機器掛了, 所有人都得重新登錄一遍, 估計得被人罵死。也有人嘗試把這個單點的機器也搞出集群,增加可靠性, 但不管如何, 這小小的session 對我來說是一個沉重的負擔。
二、token(令牌)認證機制
(1)客戶端登錄成功后,服務器會對userId進行加密,加密后的字符串作為驗簽和userId一起作為token返回給客戶端,但服務器不保存token。
(2)客戶端可以通過cookie或sessionStorage或localStorage對token進行存儲。
(3)客戶端再次請求時不會默認攜帶,需要在請求頭中添加認證字段Authorization並攜帶token信息。如果計算后的簽名和帶來的簽名相同, 就知道用戶已經登錄過了,並且可以直接取到的user id , 如果不相同, 數據部分肯定被人篡改過, 我就告訴發送者: 對不起,沒有認證。
Token 中的數據是明文保存的(雖然我會用Base64做下編碼, 但那不是加密), 還是可以被別人看到的, 所以我不能在其中保存像密碼這樣的敏感信息。
當然, 如果一個人的token 被別人偷走了, 那我也沒辦法, 我也會認為小偷就是合法用戶, 這其實和一個人的session id 被別人偷走是一樣的。
這樣一來, 我就不保存session id 了, 我只是生成token , 然后驗證token , 我用我的CPU計算時間獲取了我的session 存儲空間 !
解除了session id這個負擔, 可以說是無事一身輕, 我的機器集群現在可以輕松地做水平擴展, 用戶訪問量增大, 直接加機器就行。 這種無狀態的感覺實在是太好了!
Token的起源
在介紹基於Token的身份驗證的原理與優勢之前,不妨先看看之前的認證都是怎么做的。
基於服務器的驗證
我們都是知道HTTP協議是無狀態的,這種無狀態意味着程序需要驗證每一次請求,從而辨別客戶端的身份。
在這之前,程序都是通過在服務端存儲的登錄信息來辨別請求的。這種方式一般都是通過存儲Session來完成。
下圖展示了基於服務器驗證的原理
隨着Web,應用程序,已經移動端的興起,這種驗證的方式逐漸暴露出了問題。尤其是在可擴展性方面。
基於服務器驗證方式暴露的一些問題
1.Seesion:每次認證用戶發起請求時,服務器需要去創建一個記錄來存儲信息。當越來越多的用戶發請求時,內存的開銷也會不斷增加。
2.可擴展性:在服務端的內存中使用Seesion存儲登錄信息,伴隨而來的是可擴展性問題。
3.CORS(跨域資源共享):當我們需要讓數據跨多台移動設備上使用時,跨域資源的共享會是一個讓人頭疼的問題。在使用Ajax抓取另一個域的資源,就可以會出現禁止請求的情況。
4.CSRF(跨站請求偽造):用戶在訪問銀行網站時,他們很容易受到跨站請求偽造的攻擊,並且能夠被利用其訪問其他的網站。
在這些問題中,可擴展行是最突出的。因此我們有必要去尋求一種更有行之有效的方法。
基於Token的驗證原理
基於Token的身份驗證是無狀態的,我們不將用戶信息存在服務器或Session中。
這種概念解決了在服務端存儲信息時的許多問題
NoSession意味着你的程序可以根據需要去增減機器,而不用去擔心用戶是否登錄。
基於Token的身份驗證的過程如下:
1.用戶通過用戶名和密碼發送請求。
2.程序驗證。
3.程序返回一個簽名的token 給客戶端。
4.客戶端儲存token,並且每次用於每次發送請求。
5.服務端驗證token並返回數據。
每一次請求都需要token。token應該在HTTP的頭部發送從而保證了Http請求無狀態。我們同樣通過設置服務器屬性Access-Control-Allow-Origin:* ,讓服務器能接受到來自所有域的請求。需要主要的是,在ACAO頭部標明(designating)*時,不得帶有像HTTP認證,客戶端SSL證書和cookies的證書。
實現思路:
1.用戶登錄校驗,校驗成功后就返回Token給客戶端。
2.客戶端收到數據后保存在客戶端
3.客戶端每次訪問API是攜帶Token到服務器端。
4.服務器端采用filter過濾器校驗。校驗成功則返回請求數據,校驗失敗則返回錯誤碼
當我們在程序中認證了信息並取得token之后,我們便能通過這個Token做許多的事情。
我們甚至能基於創建一個基於權限的token傳給第三方應用程序,這些第三方程序能夠獲取到我們的數據(當然只有在我們允許的特定的token)
三. Tokens的優勢
無狀態、服務器可擴展
在客戶端存儲的Tokens是無狀態的,並且能夠被擴展。基於這種無狀態和不存儲Session信息,負載負載均衡器能夠將用戶信息從一個服務傳到其他服務器上。
安全性
請求中發送token而不再是發送cookie能夠防止CSRF(跨站請求偽造)。即使在客戶端使用cookie存儲token,cookie也僅僅是一個存儲機制而不是用於認證。不將信息存儲在Session中,讓我們少了對session操作。
token是有時效的,一段時間之后用戶需要重新驗證。我們也不一定需要等到token自動失效,token有撤回的操作,通過token revocataion可以使一個特定的token或是一組有相同認證的token無效。
可擴展
Tokens能夠創建與其它程序共享權限的程序。使用tokens時,可以提供可選的權限給第三方應用程序。當用戶想讓另一個應用程序訪問它們的數據,我們可以通過建立自己的API,得出特殊權限的tokens。
多平台跨域
我們提前先來談論一下CORS(跨域資源共享),對應用程序和服務進行擴展的時候,需要介入各種各種的設備和應用程序。
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.
只要用戶有一個通過了驗證的token,數據和資源就能夠在任何域上被請求到。
Access-Control-Allow-Origin: *
基於標准創建token的時候,你可以設定一些選項。我們在后續的文章中會進行更加詳盡的描述,但是標准的用法會在JSON Web Tokens體現。
最近的程序和文檔是供給JSON Web Tokens的。它支持眾多的語言。這意味在未來的使用中你可以真正的轉換你的認證機制。