一、session的状态保持及弊端

(1)当用户第1次通过浏览器使用用户名和密码访问服务器时,服务器对用户名和密码进行验证。

(2)验证成功后,在服务器端生成并保存session数据,通过cookie向浏览器返回sessionId,浏览器将sessionId记录在cookie中。

(3)当浏览器再次访问时,会默认携带cookie中的sessionId,服务器校验sessionId存在或有效,如果存在就保持当前会话,不需要重新登录,返回浏览器所需数据。

登录页面sessio存用户_客户端

好处:

session的主要实现是:用户登录后保持会话信息,使得打开不同页面不需要重新登录。

如果会话超时,或者服务器重启(如果session存在服务内存中),那么要求用户重新登录,这也是自动登录的由来。

弊端:

1、通常session是存储在内存中的,用户过多时,内存开销会比较大。

2、存在安全问题,CSRF跨站伪造请求攻击。

session是基于cookie进行用户识别的, cookie如果被截获,用户就会很容易受到跨站请求伪造的攻击。

3、扩展性不强,无法直接支持分布式服务部署。

后来有人把session id 集中存储到一个地方(redis/memcache), 所有的机器都来访问这个地方的数据,但是这样增加了单点失败的可能性, 要是那个负责session 的机器挂了,  所有人都得重新登录一遍, 估计得被人骂死。也有人尝试把这个单点的机器也搞出集群,增加可靠性, 但不管如何, 这小小的session 对我来说是一个沉重的负担。

 

二、token(令牌)认证机制

(1)客户端登录成功后,服务器会对userId进行加密,加密后的字符串作为验签和userId一起作为token返回给客户端,但服务器不保存token

登录页面sessio存用户_客户端_02

 

 

 

(2)客户端可以通过cookie或sessionStorage或localStorage对token进行存储。

(3)客户端再次请求时不会默认携带,需要在请求头中添加认证字段Authorization并携带token信息。如果计算后的签名和带来的签名相同, 就知道用户已经登录过了,并且可以直接取到的user id ,  如果不相同, 数据部分肯定被人篡改过, 我就告诉发送者: 对不起,没有认证。

 

登录页面sessio存用户_服务器_03

 

 

 

Token 中的数据是明文保存的(虽然我会用Base64做下编码, 但那不是加密), 还是可以被别人看到的, 所以我不能在其中保存像密码这样的敏感信息。

当然, 如果一个人的token 被别人偷走了, 那我也没办法, 我也会认为小偷就是合法用户, 这其实和一个人的session id 被别人偷走是一样的。

这样一来, 我就不保存session id 了, 我只是生成token , 然后验证token ,  我用我的CPU计算时间获取了我的session 存储空间 !

解除了session id这个负担,  可以说是无事一身轻, 我的机器集群现在可以轻松地做水平扩展, 用户访问量增大, 直接加机器就行。   这种无状态的感觉实在是太好了!

登录页面sessio存用户_服务器_04

 

 

Token的起源

在介绍基于Token的身份验证的原理与优势之前,不妨先看看之前的认证都是怎么做的。

  基于服务器的验证

   我们都是知道HTTP协议是无状态的,这种无状态意味着程序需要验证每一次请求,从而辨别客户端的身份。

在这之前,程序都是通过在服务端存储的登录信息来辨别请求的。这种方式一般都是通过存储Session来完成。

下图展示了基于服务器验证的原理

 

随着Web,应用程序,已经移动端的兴起,这种验证的方式逐渐暴露出了问题。尤其是在可扩展性方面。

 

基于服务器验证方式暴露的一些问题

1.Seesion:每次认证用户发起请求时,服务器需要去创建一个记录来存储信息。当越来越多的用户发请求时,内存的开销也会不断增加。

2.可扩展性:在服务端的内存中使用Seesion存储登录信息,伴随而来的是可扩展性问题。

3.CORS(跨域资源共享):当我们需要让数据跨多台移动设备上使用时,跨域资源的共享会是一个让人头疼的问题。在使用Ajax抓取另一个域的资源,就可以会出现禁止请求的情况。

4.CSRF(跨站请求伪造):用户在访问银行网站时,他们很容易受到跨站请求伪造的攻击,并且能够被利用其访问其他的网站。

在这些问题中,可扩展行是最突出的。因此我们有必要去寻求一种更有行之有效的方法。

 

基于Token的验证原理

基于Token的身份验证是无状态的,我们不将用户信息存在服务器或Session中。

这种概念解决了在服务端存储信息时的许多问题

  NoSession意味着你的程序可以根据需要去增减机器,而不用去担心用户是否登录。

基于Token的身份验证的过程如下:

1.用户通过用户名和密码发送请求。

2.程序验证。

3.程序返回一个签名的token 给客户端。

4.客户端储存token,并且每次用于每次发送请求。

5.服务端验证token并返回数据。

 每一次请求都需要token。token应该在HTTP的头部发送从而保证了Http请求无状态。我们同样通过设置服务器属性Access-Control-Allow-Origin:* ,让服务器能接受到来自所有域的请求。需要主要的是,在ACAO头部标明(designating)*时,不得带有像HTTP认证,客户端SSL证书和cookies的证书。

  实现思路:

登录页面sessio存用户_数据_05

1.用户登录校验,校验成功后就返回Token给客户端。

2.客户端收到数据后保存在客户端

3.客户端每次访问API是携带Token到服务器端。

4.服务器端采用filter过滤器校验。校验成功则返回请求数据,校验失败则返回错误码

 

 

当我们在程序中认证了信息并取得token之后,我们便能通过这个Token做许多的事情。

我们甚至能基于创建一个基于权限的token传给第三方应用程序,这些第三方程序能够获取到我们的数据(当然只有在我们允许的特定的token)

 

三. Tokens的优势

无状态、服务器可扩展

在客户端存储的Tokens是无状态的,并且能够被扩展。基于这种无状态和不存储Session信息,负载负载均衡器能够将用户信息从一个服务传到其他服务器上。

安全性

请求中发送token而不再是发送cookie能够防止CSRF(跨站请求伪造)。即使在客户端使用cookie存储token,cookie也仅仅是一个存储机制而不是用于认证。不将信息存储在Session中,让我们少了对session操作。 

token是有时效的,一段时间之后用户需要重新验证。我们也不一定需要等到token自动失效,token有撤回的操作,通过token revocataion可以使一个特定的token或是一组有相同认证的token无效。

可扩展

Tokens能够创建与其它程序共享权限的程序。使用tokens时,可以提供可选的权限给第三方应用程序。当用户想让另一个应用程序访问它们的数据,我们可以通过建立自己的API,得出特殊权限的tokens。

多平台跨域

我们提前先来谈论一下CORS(跨域资源共享),对应用程序和服务进行扩展的时候,需要介入各种各种的设备和应用程序。

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.

只要用户有一个通过了验证的token,数据和资源就能够在任何域上被请求到。

Access-Control-Allow-Origin: *

基于标准创建token的时候,你可以设定一些选项。我们在后续的文章中会进行更加详尽的描述,但是标准的用法会在JSON Web Tokens体现。

最近的程序和文档是供给JSON Web Tokens的。它支持众多的语言。这意味在未来的使用中你可以真正的转换你的认证机制。