接口中的Cookie，Session，Token

原创

Anabelle 2020-10-17 12:02:00 博主文章分类：接口测试 ©著作权

文章标签 Cookie 文章分类 代码人生

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1.无状态的HTTP协议

以前的Web基本都是文档的浏览而已。既然是浏览，作为服务器，不需要记录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。不用记录谁刚刚发了HTTP请求，每次请求都是全新的。

2.如何管理会话

随着交互式Web应用的兴起，像在线购物商城，需要登录的网站等，马上面临一个问题，就是要管理回话，记住那些人登录过系统，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。

本文主要讲解cookie，session, token 这三种是如何管理会话的；

3.cookie

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。跟服务器没啥关系，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形式存储到某个目录下的文本文件中，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数量是有限制的。

3.1那么如何设置cookie呢？

客户端设置

document.cookie = "name=Augus; age=56 "


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客户端可以设置cookie的一下选项: expires, domain, path, secure(只有在https协议的网页中, 客户端设置secure类型cookie才能生效), 但无法设置httpOnly选项

设置cookie => cookie被自动添加到request header中 => 服务端接收到cookie

服务端设置

不管你是请求一个资源文件(如html/js/css/图片), 还是发送一个ajax请求, 服务端都会返回response.而response header中有一项叫set-cookie, 是服务端专门用来设置cookie的;

一个set-cookie只能设置一个cookie, 当你想设置多个, 需要添加同样多的set-cookie
服务端可以设置cookie的所有选项: expires, domain, path, secure, HttpOnly

Cookie，SessionStorage，LocalStorage

HTML5提供了两种本地存储的方式 sessionStorage 和 localStorage；

4.session

4.1.什么是session?

session从字面上讲，就是会话。这个就类似你和一个人交谈，你怎么知道当时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）表明他是张三； session也是类似的道理，服务器要知道当前请求发给自己的是谁。为了做这种区分，服务器就是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与谁了。至于客户端怎么保存这个”身份标识“，可以有很多方式，对于浏览器客户端，大家都采用cookie的方式。

过程(服务端session + 客户端 sessionId)

1.用户向服务器发送用户名和密码
2.服务器验证通过后,在当前对话(session)里面保存相关数据,比如用户角色, 登陆时间等;
3.服务器向用户返回一个session_id, 写入用户的cookie
4.用户随后的每一次请求, 都会通过cookie, 将session_id传回服务器
5.服务端收到 session_id, 找到前期保存的数据, 由此得知用户的身份

4.2.存在的问题

扩展性不好

单机当然没问题，如果是服务器集群，或者是跨域的服务导向架构，这就要求session数据共享，每台服务器都能够读取session。

举例来说， A网站和B网站是同一家公司的关联服务。现在要求，用户只要在其中一个网站登录，再访问另一个网站就会自动登录，请问怎么实现？这个问题就是如何实现单点登录的问题

Nginx ip_hash 策略，服务端使用 Nginx 代理，每个请求按访问 IP 的 hash 分配，这样来自同一 IP 固定访问一个后台服务器，避免了在服务器 A 创建 Session，第二次分发到服务器 B 的现象。
Session复制：任何一个服务器上的 Session 发生改变（增删改），该节点会把这个 Session 的所有内容序列化，然后广播给所有其它节点。
共享Session：将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。这种方案的优点是架构清晰，缺点是工程量比较大。另外，持久层万一挂了，就会单点失败；

另一种方案是服务器索性不保存session数据了，所有数据就保存在客户端，每次请求都发回服务器。这种方案就是接下来要介绍的基于Token的验证;

5.Token

过程

用户通过用户名和密码发送请求
程序验证
程序返回一个签名的token给客户端
客户端储存token, 并且每次用每次发送请求
服务端验证Token并返回数据

这个方式的技术其实很早就已经有很多实现了，而且还有现成的标准可用，这个标准就是JWT;

6.JWT(JSON Web Token)

数据结构

实际的JWT大概就像下面这样：

JSON Web Tokens由dot（.）分隔的三个部分组成，它们是：

Header（头部）
Payload（负载）
Signature（签名）

因此，JWT通常如下展示：

xxxxx.yyyyy.zzzz

Header（头部）

Header 是一个 JSON 对象

{
  "alg": "HS256", // 表示签名的算法，默认是 HMAC SHA256（写成 HS256）
  "typ": "JWT"  // 表示Token的类型，JWT 令牌统一写为JWT
}
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Payload（负载）

Payload 部分也是一个 JSON 对象，用来存放实际需要传递的数据

{
  // 7个官方字段
  "iss": "a.com", // issuer：签发人
  "exp": "1d", // expiration time： 过期时间
  "sub": "test", // subject: 主题
  "aud": "xxx", // audience： 受众
  "nbf": "xxx", // Not Before：生效时间
  "iat": "xxx", // Issued At： 签发时间
  "jti": "1111", // JWT ID：编号
  // 可以定义私有字段
  "name": "John Doe",
  "admin": true
}
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JWT 默认是不加密的，任何人都可以读到，所以不要把秘密信息放在这个部分。

Signature（签名）

Signature 是对前两部分的签名，防止数据被篡改。

首先，需要指定一个密钥(secret)。这个密钥只有服务器才知道，不能泄露给用户。然后，使用Header里面指定的签名算法（默认是 HMAC SHA256），按照下面的公式产生签名。

HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret)
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算出签名后，把 Header、Payload、Signature 三个部分拼成一个字符串，每个部分之间用"点"（.）分隔，就可以返回给用户。

JWT = Base64(Header) + "." + Base64(Payload) + "." + $Signature
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如何保证安全？

发送JWT要使用HTTPS；不使用HTTPS发送的时候，JWT里不要写入秘密数据
JWT的payload中要设置expire时间

使用方式

客户端收到服务器返回的 JWT，可以储存在 Cookie 里面，也可以储存在 localStorage。此后，客户端每次与服务端通信，都要带上这个JWT。你可以把它放在Cookie里面自动发送，但是这样不能跨域，所以更好的做法是放在HTTP请求的头信息 Authorization 字段里面。

Authorization: Bearer <token>
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另一种做法是，跨域的时候， JWT就放在POST请求的数据体里。

JWT 的作用

JWT最开始的初衷是为了实现授权和身份认证作用的，可以实现无状态，分布式的Web应用授权。大致实现的流程如下

客户端需要携带用户名/密码等可证明身份的的内容去授权服务器获取JWT信息；
每次服务都携带该Token内容与Web服务器进行交互，由业务服务器来验证Token是否是授权发放的有效Token，来验证当前业务是否请求合法。

这里需要注意：不是每次请求都要申请一次Token，这是需要注意，如果不是对于安全性要求的情况，不建议每次都申请，因为会增加业务耗时；比如只在登陆时申请，然后使用JWT的过期时间或其他手段来保证JWT的有效性；

Acesss Token，Refresh Token

JWT最大的优势是服务器不再需要存储Session，使得服务器认证鉴权业务可以方便扩展。这也是JWT最大的缺点由于服务器不需要存储Session状态，因此使用过程中无法废弃某个Token，或者更改Token的权限。也就是说一旦JWT签发了，到期之前就会始终有效。我们可以基于上面提到的问题做一些改进。

前面讲的Token，都是Acesss Token，也就是访问资源接口时所需要的Token，还有另外一种Token，Refresh Token。一般情况下，Refresh Token的有效期会比较长。而Access Token的有效期比较短，当Acesss Token由于过期而失效时，使用Refresh Token就可以获取到新的Token，如果Refresh Token也失效了，用户就只能重新登录了。Refresh Token及过期时间是存储在服务器的数据库中，只有在申请新的Acesss 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的请求。