Cookie、Session、Token 的區別

在開始之前我們要先了解一些相關知識：

 

首先我們來說一下認證（Authentication）：

　　通俗的來說認證就是 驗證當前用戶的身份。例如，你上班打卡，為了防止你作弊，就需要你用到你的指紋來打卡，如果打卡系統里面的指紋和你的指紋匹配，那就打卡成功

這樣就是通過你的指紋來證明是你本人打的卡。

　　在互聯網中也是要進行認證的，在互聯網的認證方式有：

　　1.  通過用戶名和密碼登錄

　　2. 郵箱發送登錄驗證碼或者鏈接

　　3. 手機號接收驗證碼

　　只要你有驗證碼，那就承認你的身份了。

 

接下來我們說一下授權（Authorization）：

　　授權也就是用戶授予第三方應用訪問該用戶某些資源的權限，例如，在你安裝手機APP的時候，它就會詢問你是否允許授予權限（短信、儲存、你的地理位置等權限）

　　當你訪問微信小程序，在登錄時，小程序會詢問是否允許授予權限（獲取昵稱、頭像、地區、性別等個人信息）

　　你允許這些權限，也就是說你授權給這些應用，讓它們擁有使用你授予的這些權限，實現授權的方式有：cookie、session、token、OAuth

 

接下來說一下憑證（Credentials）：

 

　　實現認證和授權的前提是需要一種媒介（證書） 來標記訪問者的身份

　　在現實生活中，每個人都會有一張專屬的居民身份證，是用於證明持有人身份的一種法定證件。通過身份證，我們可以辦理手機卡/銀行卡/個人貸款/交通出行等等，這就是認證的憑證。

　　在互聯網應用中，一般網站（例如，博客園）會有兩種模式，游客模式和登錄模式。游客模式下，可以正常瀏覽網站上面的文章，一旦想要點贊/收藏/分享文章，就需要登錄或者注冊賬號。當用戶登錄成功后，服務器會給該用戶使用的瀏覽器頒發一個令牌（token），這個令牌用來表明你的身份，每次瀏覽器發送請求時會帶上這個令牌，就可以使用游客模式下無法使用的功能。

 

接下來我們來了解一下什么是 Cookie：

　　HTTP 是一種無狀態的協議（對於事務處理沒有記憶能力，每次客戶端和服務端會話完成時，服務端不會保存任何會話信息）：每個請求都是完全獨立的，服務端無法確認當前訪問者的身份信息，無法分辨上一次的請求發送者和這一次的發送者是不是同一個人。所以服務器與瀏覽器為了進行會話跟蹤（知道是誰在訪問我），就必須主動的去維護一個狀態，這個狀態用於告知服務端前后兩個請求是否來自同一瀏覽器。而這個狀態需要通過 cookie 或者 session 去實現。

　　cookie 存儲在客戶端： cookie 是服務器發送到用戶瀏覽器並保存在本地的一小塊數據，它會在瀏覽器下次向同一服務器再發起請求時被攜帶並發送到服務器上。

　　cookie 不可跨域： 每個 cookie 都會綁定單一的域名，無法在別的域名下獲取使用，一級域名和二級域名之間是允許共享使用的（靠的是 domain）。

　　cookie 屬性說明：

　　　　cookie 是以鍵值對的方式存在的，例如：name=value 是一個鍵值對，設置 Cookie 的名稱及相對應的值，都必須是字符串類型

　　　　如果值為 Unicode 字符，需要為字符編碼

　　　　如果值為二進制數據，則需要使用 BASE64 編碼。domain（域）指定 cookie 所屬域名，默認是當前域名path****指定 cookie 在哪個路徑（路由）下生效，默認是 '/'。如果設置為 /abc，則只有 /abc 下的路由可以訪問到該 cookie，如：/abc/read。maxAgecookie 失效的時間，單位秒。如果為整數，則該 cookie 在 maxAge 秒后失效。如果為負數，該 cookie 為臨時 cookie ，關閉瀏覽器即失效，瀏覽器也不會以任何形式保存該 cookie 。如果為 0，表示刪除該 cookie 。默認為 -1。

　　　　比 expires 好用。expires過期時間，在設置的某個時間點后該 cookie 就會失效。一般瀏覽器的 cookie 都是默認儲存的，當關閉瀏覽器結束這個會話的時候，這個 cookie 也就會被刪除secure該 cookie 是否僅被使用安全協議傳輸。安全協議有 HTTPS，SSL等，在網絡上傳輸數據之前先將數據加密。默認為false。當 secure 值為 true 時，cookie 在 HTTP 中是無效，在 HTTPS 中才有效。httpOnly****如果給某個 cookie 設置了 httpOnly 屬性，則無法通過 JS 腳本 讀取到該 cookie 的信息，但還是能通過 Application 中手動修改 cookie，所以只是在一定程度上可以防止 XSS 攻擊，不是絕對的安全

　　注意問題：　　

　　　　因為存儲在客戶端，容易被客戶端篡改，使用前需要驗證合法性

　　　　不要存儲敏感數據，比如用戶密碼，賬戶余額

　　　　使用 httpOnly 在一定程度上提高安全性

　　　　盡量減少 cookie 的體積，能存儲的數據量不能超過 4kb

　　　　設置正確的 domain 和 path，減少數據傳輸

　　　　cookie 無法跨域

　　　　一個瀏覽器針對一個網站最多存 20 個Cookie，瀏覽器一般只允許存放 300 個Cookie

　　　　移動端對 cookie 的支持不是很好，而 session 需要基於 cookie 實現，所以移動端常用的是 token

 

接下來是Session：

 

　　session 是另一種記錄服務器和客戶端會話狀態的機制

　　session 是基於 cookie 實現的，session 存儲在服務器端，sessionId 會被存儲到客戶端的cookie 中

　　

 

 

 　　session 認證流程：

　　　　1. 用戶第一次請求服務器的時候，服務器根據用戶提交的相關信息，創建對應的 Session

　　　　2. 請求返回時將此 Session 的唯一標識信息 SessionID 返回給瀏覽器

　　　　3. 瀏覽器接收到服務器返回的 SessionID 信息后，會將此信息存入到 Cookie 中，同時 Cookie 記錄此 SessionID 屬於哪個域名

　　　　4. 當用戶第二次訪問服務器的時候，請求會自動判斷此域名下是否存在 Cookie 信息，如果存在自動將 Cookie 信息也發送給服務端，服務端會從 Cookie 中獲取 SessionID，再根據 SessionID 查找對應的 Session 信息，如果沒有找到說明用戶沒有登錄或者登錄失效，如果找到 Session 證明用戶已經登錄可執行后面操作。

　　綜合以上流程可知，SessionID 是連接 Cookie 和 Session 的一道橋梁，大部分系統也是根據此原理來驗證用戶登錄狀態的。

　　注意問題：　

　　　　將 session 存儲在服務器里面，當用戶同時在線量比較多時，這些 session 會占據較多的內存，需要在服務端定期的去清理過期的 session

　　　　當網站采用集群部署的時候，會遇到多台 web 服務器之間如何做 session 共享的問題。因為 session 是由單個服務器創建的，但是處理用戶請求的服務器不一定是那個創建 session 的服務器，那么該服務器就無法拿到之前已經放入到 session 中的登錄憑證之類的信息了。

　　　　當多個應用要共享 session 時，除了以上問題，還會遇到跨域問題，因為不同的應用可能部署的主機不一樣，需要在各個應用做好 cookie 跨域的處理。

　　　　sessionId 是存儲在 cookie 中的，假如瀏覽器禁止 cookie 或不支持 cookie 怎么辦？ 一般會把 sessionId 跟在 url 參數后面即重寫 url，所以 session 不一定非得需要靠 cookie 實現

　　　　移動端對 cookie 的支持不是很好，而 session 需要基於 cookie 實現，所以移動端常用的是 token

 

 

接下來說一下Cookie 和 Session 的區別：　

• 安全性： Session 比 Cookie 安全，Session 是存儲在服務器端的，Cookie 是存儲在客戶端的。
• 存取值的類型不同：Cookie 只支持存字符串數據，想要設置其他類型的數據，需要將其轉換成字符串，Session 可以存任意數據類型。
• 有效期不同： Cookie 可設置為長時間保持，比如我們經常使用的默認登錄功能，Session 一般失效時間較短，客戶端關閉（默認情況下）或者 Session 超時都會失效。
• 存儲大小不同： 單個 Cookie 保存的數據不能超過 4K，Session 可存儲數據遠高於 Cookie，但是當訪問量過多，會占用過多的服務器資源。

 

 

接下來是 Token（令牌）：

 

　　（訪問）Acesss Token ：

　　　　訪問資源接口（API）時所需要的資源憑證

　　　　簡單 token 的組成： uid(用戶唯一的身份標識)、time(當前時間的時間戳)、sign（簽名，token 的前幾位以哈希算法壓縮成的一定長度的十六進制字符串）

　　　　特點：服務端無狀態化、可擴展性好，支持移動端設備，安全，支持跨程序調用

 

　　　　token 的身份驗證流程：

　　

1. 1. 客戶端使用用戶名跟密碼請求登錄
   2. 服務端收到請求，去驗證用戶名與密碼
   3. 驗證成功后，服務端會簽發一個 token 並把這個 token 發送給客戶端
   4. 客戶端收到 token 以后，會把它存儲起來，比如放在 cookie 里或者 localStorage 里
   5. 客戶端每次向服務端請求資源的時候需要帶着服務端簽發的 token
   6. 服務端收到請求，然后去驗證客戶端請求里面帶着的 token ，如果驗證成功，就向客戶端返回請求的數據

　　　　每一次請求都需要攜帶 token，需要把 token 放到 HTTP 的 Header 里

　　　　基於 token 的用戶認證是一種服務端無狀態的認證方式，服務端不用存放 token 數據。用解析 token 的計算時間換取 session 的存儲空間，從而減輕服務器的壓力，減少頻繁的查詢數據庫

　　　　token 完全由應用管理，所以它可以避開同源策略

 

　　（刷新）Refresh Token：

　　　　refresh token 是專用於刷新 access token 的 token。如果沒有 refresh token，也可以刷新 access token，但每次刷新都要用戶輸入登錄用戶名與密碼，會很麻煩。有了 refresh token，可以減少這個麻煩，客戶端直接用 refresh token 去更新 access token，無需用戶進行額外的操作。

　　

 

 

 　　

• Access Token 的有效期比較短，當 Acesss Token 由於過期而失效時，使用 Refresh Token 就可以獲取到新的 Token，如果 Refresh Token 也失效了，用戶就只能重新登錄了。
• Refresh Token 及過期時間是存儲在服務器的數據庫中，只有在申請新的 Acesss Token 時才會驗證，不會對業務接口響應時間造成影響，也不需要向 Session 一樣一直保持在內存中以應對大量的請求。

　　注意問題：　

 

　　　　如果你認為用數據庫來存儲 token 會導致查詢時間太長，可以選擇放在內存當中。比如 redis 很適合你對 token 查詢的需求。

　　　　token 完全由應用管理，所以它可以避開同源策略

　　　　token 可以避免 CSRF 攻擊(因為不需要 cookie 了)

　　　　移動端對 cookie 的支持不是很好，而 session 需要基於 cookie 實現，所以移動端常用的是 token

 

 

接下來說一下Token 和 Session 的區別 ： 

　　Session 是一種記錄服務器和客戶端會話狀態的機制，使服務端有狀態化，可以記錄會話信息。而 Token 是令牌，訪問資源接口（API）時所需要的資源憑證。Token 使服務端無狀態化，不會存儲會話信息。

　　Session 和 Token 並不矛盾，作為身份認證 Token 安全性比 Session 好，因為每一個請求都有簽名還能防止監聽以及重放攻擊，而 Session 就必須依賴鏈路層來保障通訊安全了。如果你需要實現有狀態的會話，仍然可以增加 Session 來在服務器端保存一些狀態。

　　所謂 Session 認證只是簡單的把 User 信息存儲到 Session 里，因為 SessionID 的不可預測性，暫且認為是安全的。而 Token ，如果指的是 OAuth Token 或類似的機制的話，提供的是 認證 和 授權 ，認證是針對用戶，授權是針對 App 。其目的是讓某 App 有權利訪問某用戶的信息。這里的 Token 是唯一的。不可以轉移到其它 App上，也不可以轉到其它用戶上。Session 只提供一種簡單的認證，即只要有此 SessionID ，即認為有此 User 的全部權利。是需要嚴格保密的，這個數據應該只保存在站方，不應該共享給其它網站或者第三方 App。所以簡單來說：如果你的用戶數據可能需要和第三方共享，或者允許第三方調用 API 接口，用 Token 。如果永遠只是自己的網站，自己的 App，用什么就無所謂了。

 

下面是一些新知識：JWT

　　JSON Web Token（簡稱 JWT）是目前最流行的跨域認證解決方案。它是一種認證授權機制。

　　JWT 是為了在網絡應用環境間傳遞聲明而執行的一種基於 JSON 的開放標准（RFC 7519）。JWT 的聲明一般被用來在身份提供者和服務提供者間傳遞被認證的用戶身份信息，以便於從資源服務器獲取資源。比如用在用戶登錄上。

　　可以使用 HMAC 算法或者是 RSA 的公/私秘鑰對 JWT 進行簽名。因為數字簽名的存在，這些傳遞的信息是可信的

 

 

　　

 

 

 　　JWT 認證流程：

　　　　用戶輸入用戶名/密碼登錄，服務端認證成功后，會返回給客戶端一個 JWT

　　　　客戶端將 token 保存到本地（通常使用 localstorage，也可以使用 cookie）

　　　　當用戶希望訪問一個受保護的路由或者資源的時候，需要請求頭的 Authorization 字段中使用Bearer 模式添加 JWT，其內容看起來是下面這樣

　　　　Authorization: Bearer復制代碼

　　　　服務端的保護路由將會檢查請求頭 Authorization 中的 JWT 信息，如果合法，則允許用戶的行為

　　　　因為 JWT 是自包含的（內部包含了一些會話信息），因此減少了需要查詢數據庫的需要

　　　　因為 JWT 並不使用 Cookie 的，所以你可以使用任何域名提供你的 API 服務而不需要擔心跨域資源共享問題（CORS）

　　　　因為用戶的狀態不再存儲在服務端的內存中，所以這是一種無狀態的認證機制

　　JWT 的使用方式：

　　　　客戶端收到服務器返回的 JWT，可以儲存在 Cookie 里面，也可以儲存在 localStorage。

 

　　　　方式一：

 

　　　　　　當用戶希望訪問一個受保護的路由或者資源的時候，可以把它放在 Cookie 里面自動發送，但是這樣不能跨域，所以更好的做法是放在 HTTP 請求頭信息的 Authorization 字段里，使用 Bearer 模式添加 JWT。

　　　　　　GET /calendar/v1/events
　　　　　　Host: api.example.com
　　　　　　Authorization: Bearer <token>

　　　　方式二：

　　　　　　跨域的時候，可以把 JWT 放在 POST 請求的數據體里。

　　　　方式三：

　　　　　　通過 URL 傳輸，如：http://www.example.com/user?token=xxx

 

　　注意問題：　　　　

　　　　因為 JWT 並不依賴 Cookie 的，所以你可以使用任何域名提供你的 API 服務而不需要擔心跨域資源共享問題（CORS）

　　　　JWT 默認是不加密，但也是可以加密的。生成原始 Token 以后，可以用密鑰再加密一次。

　　　　JWT 不加密的情況下，不能將秘密數據寫入 JWT。

　　　　JWT 不僅可以用於認證，也可以用於交換信息。有效使用 JWT，可以降低服務器查詢數據庫的次數。

　　　　JWT 最大的優勢是服務器不再需要存儲 Session，使得服務器認證鑒權業務可以方便擴展。但這也是 JWT 最大的缺點：由於服務器不需要存儲 Session 狀態，因此使用過程中無法廢棄某個 Token 或者更改 Token 的權限。也就是說一旦 JWT 簽發了，到期之前就會始終有效，除非服務器部署額外的邏輯。

　　　　JWT 本身包含了認證信息，一旦泄露，任何人都可以獲得該令牌的所有權限。為了減少盜用，JWT的有效期應該設置得比較短。對於一些比較重要的權限，使用時應該再次對用戶進行認證。

　　　　JWT 適合一次性的命令認證，頒發一個有效期極短的 JWT，即使暴露了危險也很小，由於每次操作都會生成新的 JWT，因此也沒必要保存 JWT，真正實現無狀態。

　　　　為了減少盜用，JWT 不應該使用 HTTP 協議明碼傳輸，要使用 HTTPS 協議傳輸

 

 

 

Token 和 JWT 的區別：

　　相同點：

　　　　都是訪問資源的令牌

　　　　都可以記錄用戶的信息

　　　　都是使服務端無狀態化

　　　　都是只有驗證成功后，客戶端才能訪問服務端上受保護的資源

　　區別：

 

　　　　Token：服務端驗證客戶端發送過來的 Token 時，還需要查詢數據庫獲取用戶信息，然后驗證 Token 是否有效。

　　　　JWT：將 Token 和 Payload 加密后存儲於客戶端，服務端只需要使用密鑰解密進行校驗（校驗也是 JWT 自己實現的）即可，不需要查詢或者減少查詢數據庫，因為 JWT 自包含了用戶信息和加密的數據。