轉(zhuǎn)載自： 墨顏丶

1眯勾、很久很久以前枣宫，Web 基本上就是文檔的瀏覽而已， 既然是瀏覽吃环，作為服務(wù)器也颤， 不需要記錄誰(shuí)在某一段時(shí)間里都瀏覽了什么文檔，每次請(qǐng)求都是一個(gè)新的HTTP協(xié)議郁轻， 就是請(qǐng)求加響應(yīng)翅娶， 尤其是我不用記住是誰(shuí)剛剛發(fā)了HTTP請(qǐng)求， 每個(gè)請(qǐng)求對(duì)我來(lái)說(shuō)都是全新的好唯。這段時(shí)間很嗨皮

2竭沫、但是隨著交互式Web應(yīng)用的興起，像在線(xiàn)購(gòu)物網(wǎng)站骑篙，需要登錄的網(wǎng)站等等蜕提，馬上就面臨一個(gè)問(wèn)題，那就是要管理會(huì)話(huà)靶端，必須記住哪些人登錄系統(tǒng)谎势， 哪些人往自己的購(gòu)物車(chē)中放商品凛膏， 也就是說(shuō)我必須把每個(gè)人區(qū)分開(kāi)，這就是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)脏榆，因?yàn)镠TTP請(qǐng)求是無(wú)狀態(tài)的猖毫，所以想出的辦法就是給大家發(fā)一個(gè)會(huì)話(huà)標(biāo)識(shí)(session id), 說(shuō)白了就是一個(gè)隨機(jī)的字串，每個(gè)人收到的都不一樣须喂， 每次大家向我發(fā)起HTTP請(qǐng)求的時(shí)候吁断，把這個(gè)字符串給一并捎過(guò)來(lái)， 這樣我就能區(qū)分開(kāi)誰(shuí)是誰(shuí)了

3坞生、這樣大家很嗨皮了仔役，可是服務(wù)器就不嗨皮了，每個(gè)人只需要保存自己的session id是己，而服務(wù)器要保存所有人的session id 骂因！ 如果訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器多了， 就得由成千上萬(wàn)赃泡，甚至幾十萬(wàn)個(gè)寒波。

這對(duì)服務(wù)器說(shuō)是一個(gè)巨大的開(kāi)銷(xiāo) ， 嚴(yán)重的限制了服務(wù)器擴(kuò)展能力升熊， 比如說(shuō)我用兩個(gè)機(jī)器組成了一個(gè)集群俄烁， 小F通過(guò)機(jī)器A登錄了系統(tǒng)， 那session id會(huì)保存在機(jī)器A上级野， 假設(shè)小F的下一次請(qǐng)求被轉(zhuǎn)發(fā)到機(jī)器B怎么辦页屠？ 機(jī)器B可沒(méi)有小F的 session id啊。

有時(shí)候會(huì)采用一點(diǎn)小伎倆： session sticky 蓖柔， 就是讓小F的請(qǐng)求一直粘連在機(jī)器A上辰企， 但是這也不管用， 要是機(jī)器A掛掉了况鸣， 還得轉(zhuǎn)到機(jī)器B去牢贸。

那只好做session 的復(fù)制了， 把session id 在兩個(gè)機(jī)器之間搬來(lái)搬去镐捧， 快累死了绿映。

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后來(lái)有個(gè)叫Memcached的支了招： 把session id 集中存儲(chǔ)到一個(gè)地方订讼， 所有的機(jī)器都來(lái)訪(fǎng)問(wèn)這個(gè)地方的數(shù)據(jù)， 這樣一來(lái)温技，就不用復(fù)制了柠衍， 但是增加了單點(diǎn)失敗的可能性入愧， 要是那個(gè)負(fù)責(zé)session 的機(jī)器掛了贬堵， 所有人都得重新登錄一遍划纽， 估計(jì)得被人罵死。

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也嘗試把這個(gè)單點(diǎn)的機(jī)器也搞出集群，增加可靠性泌辫， 但不管如何并炮， 這小小的session 對(duì)我來(lái)說(shuō)是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)

4 于是有人就一直在思考， 我為什么要保存這可惡的session呢甥郑， 只讓每個(gè)客戶(hù)端去保存該多好？

可是如果不保存這些session id , 怎么驗(yàn)證客戶(hù)端發(fā)給我的session id 的確是我生成的呢荤西？ 如果不去驗(yàn)證澜搅，我們都不知道他們是不是合法登錄的用戶(hù)， 那些不懷好意的家伙們就可以偽造session id , 為所欲為了邪锌。

嗯勉躺，對(duì)了，關(guān)鍵點(diǎn)就是驗(yàn)證 觅丰！

比如說(shuō)饵溅， 小F已經(jīng)登錄了系統(tǒng)， 我給他發(fā)一個(gè)令牌(token)妇萄， 里邊包含了小F的 user id蜕企， 下一次小F 再次通過(guò)Http 請(qǐng)求訪(fǎng)問(wèn)我的時(shí)候， 把這個(gè)token 通過(guò)Http header 帶過(guò)來(lái)不就可以了冠句。

不過(guò)這和session id沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別啊轻掩， 任何人都可以可以偽造， 所以我得想點(diǎn)兒辦法懦底， 讓別人偽造不了唇牧。

那就對(duì)數(shù)據(jù)做一個(gè)簽名吧， 比如說(shuō)我用HMAC-SHA256 算法聚唐，加上一個(gè)只有我才知道的密鑰丐重， 對(duì)數(shù)據(jù)做一個(gè)簽名， 把這個(gè)簽名和數(shù)據(jù)一起作為token 杆查， 由于密鑰別人不知道扮惦， 就無(wú)法偽造token了。

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這個(gè)token 我不保存亲桦， 當(dāng)小F把這個(gè)token 給我發(fā)過(guò)來(lái)的時(shí)候径缅，我再用同樣的HMAC-SHA256 算法和同樣的密鑰，對(duì)數(shù)據(jù)再計(jì)算一次簽名烙肺， 和token 中的簽名做個(gè)比較纳猪， 如果相同， 我就知道小F已經(jīng)登錄過(guò)了桃笙，并且可以直接取到小F的user id , 如果不相同氏堤， 數(shù)據(jù)部分肯定被人篡改過(guò)， 我就告訴發(fā)送者： 對(duì)不起，沒(méi)有認(rèn)證鼠锈。

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Token 中的數(shù)據(jù)是明文保存的（雖然我會(huì)用Base64做下編碼闪檬， 但那不是加密）， 還是可以被別人看到的购笆， 所以我不能在其中保存像密碼這樣的敏感信息粗悯。

當(dāng)然， 如果一個(gè)人的token 被別人偷走了同欠， 那我也沒(méi)辦法样傍， 我也會(huì)認(rèn)為小偷就是合法用戶(hù)， 這其實(shí)和一個(gè)人的session id 被別人偷走是一樣的铺遂。

這樣一來(lái)衫哥， 我就不保存session id 了， 我只是生成token , 然后驗(yàn)證token 襟锐， 我用我的CPU計(jì)算時(shí)間獲取了我的session 存儲(chǔ)空間 撤逢！

解除了session id這個(gè)負(fù)擔(dān)， 可以說(shuō)是無(wú)事一身輕粮坞， 我的機(jī)器集群現(xiàn)在可以輕松地做水平擴(kuò)展蚊荣， 用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)量增大， 直接加機(jī)器就行莫杈。 這種無(wú)狀態(tài)的感覺(jué)實(shí)在是太好了妇押！

Cookie

cookie 是一個(gè)非常具體的東西，指的就是瀏覽器里面能永久存儲(chǔ)的一種數(shù)據(jù)姓迅，僅僅是瀏覽器實(shí)現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能敲霍。

cookie由服務(wù)器生成，發(fā)送給瀏覽器丁存，瀏覽器把cookie以kv形式保存到某個(gè)目錄下的文本文件內(nèi)肩杈，下一次請(qǐng)求同一網(wǎng)站時(shí)會(huì)把該cookie發(fā)送給服務(wù)器。由于cookie是存在客戶(hù)端上的解寝，所以瀏覽器加入了一些限制確保cookie不會(huì)被惡意使用扩然，同時(shí)不會(huì)占據(jù)太多磁盤(pán)空間，所以每個(gè)域的cookie數(shù)量是有限的聋伦。

Session

session 從字面上講夫偶，就是會(huì)話(huà)。這個(gè)就類(lèi)似于你和一個(gè)人交談觉增，你怎么知道當(dāng)前和你交談的是張三而不是李四呢兵拢？對(duì)方肯定有某種特征（長(zhǎng)相等）表明他就是張三。

session 也是類(lèi)似的道理逾礁，服務(wù)器要知道當(dāng)前發(fā)請(qǐng)求給自己的是誰(shuí)说铃。為了做這種區(qū)分，服務(wù)器就要給每個(gè)客戶(hù)端分配不同的“身份標(biāo)識(shí)”，然后客戶(hù)端每次向服務(wù)器發(fā)請(qǐng)求的時(shí)候腻扇，都帶上這個(gè)“身份標(biāo)識(shí)”债热，服務(wù)器就知道這個(gè)請(qǐng)求來(lái)自于誰(shuí)了。至于客戶(hù)端怎么保存這個(gè)“身份標(biāo)識(shí)”幼苛，可以有很多種方式窒篱，對(duì)于瀏覽器客戶(hù)端，大家都默認(rèn)采用 cookie 的方式舶沿。

服務(wù)器使用session把用戶(hù)的信息臨時(shí)保存在了服務(wù)器上墙杯，用戶(hù)離開(kāi)網(wǎng)站后session會(huì)被銷(xiāo)毀。這種用戶(hù)信息存儲(chǔ)方式相對(duì)cookie來(lái)說(shuō)更安全暑椰，可是session有一個(gè)缺陷：如果web服務(wù)器做了負(fù)載均衡，那么下一個(gè)操作請(qǐng)求到了另一臺(tái)服務(wù)器的時(shí)候session會(huì)丟失荐绝。

Token

在Web領(lǐng)域基于Token的身份驗(yàn)證隨處可見(jiàn)一汽。在大多數(shù)使用Web API的互聯(lián)網(wǎng)公司中，tokens 是多用戶(hù)下處理認(rèn)證的最佳方式低滩。

以下幾點(diǎn)特性會(huì)讓你在程序中使用基于Token的身份驗(yàn)證

1.無(wú)狀態(tài)召夹、可擴(kuò)展

2.支持移動(dòng)設(shè)備

3.跨程序調(diào)用

4.安全

那些使用基于Token的身份驗(yàn)證的大佬們

大部分你見(jiàn)到過(guò)的API和Web應(yīng)用都使用tokens。例如Facebook, Twitter, Google+, GitHub等恕沫。

Token的起源

在介紹基于Token的身份驗(yàn)證的原理與優(yōu)勢(shì)之前监憎，不妨先看看之前的認(rèn)證都是怎么做的。

基于服務(wù)器的驗(yàn)證

我們都是知道HTTP協(xié)議是無(wú)狀態(tài)的婶溯，這種無(wú)狀態(tài)意味著程序需要驗(yàn)證每一次請(qǐng)求鲸阔，從而辨別客戶(hù)端的身份。

在這之前迄委，程序都是通過(guò)在服務(wù)端存儲(chǔ)的登錄信息來(lái)辨別請(qǐng)求的褐筛。這種方式一般都是通過(guò)存儲(chǔ)Session來(lái)完成。

下圖展示了基于服務(wù)器驗(yàn)證的原理

隨著Web叙身，應(yīng)用程序渔扎，已經(jīng)移動(dòng)端的興起，這種驗(yàn)證的方式逐漸暴露出了問(wèn)題信轿。尤其是在可擴(kuò)展性方面晃痴。

基于服務(wù)器驗(yàn)證方式暴露的一些問(wèn)題

1.Seesion：每次認(rèn)證用戶(hù)發(fā)起請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器需要去創(chuàng)建一個(gè)記錄來(lái)存儲(chǔ)信息财忽。當(dāng)越來(lái)越多的用戶(hù)發(fā)請(qǐng)求時(shí)倘核，內(nèi)存的開(kāi)銷(xiāo)也會(huì)不斷增加。

2.可擴(kuò)展性：在服務(wù)端的內(nèi)存中使用Seesion存儲(chǔ)登錄信息即彪，伴隨而來(lái)的是可擴(kuò)展性問(wèn)題笤虫。

3.CORS(跨域資源共享)：當(dāng)我們需要讓數(shù)據(jù)跨多臺(tái)移動(dòng)設(shè)備上使用時(shí)，跨域資源的共享會(huì)是一個(gè)讓人頭疼的問(wèn)題。在使用Ajax抓取另一個(gè)域的資源琼蚯，就可以會(huì)出現(xiàn)禁止請(qǐng)求的情況酬凳。

4.CSRF(跨站請(qǐng)求偽造)：用戶(hù)在訪(fǎng)問(wèn)銀行網(wǎng)站時(shí)，他們很容易受到跨站請(qǐng)求偽造的攻擊遭庶，并且能夠被利用其訪(fǎng)問(wèn)其他的網(wǎng)站宁仔。

在這些問(wèn)題中，可擴(kuò)展行是最突出的峦睡。因此我們有必要去尋求一種更有行之有效的方法翎苫。

基于Token的驗(yàn)證原理

基于Token的身份驗(yàn)證是無(wú)狀態(tài)的，我們不將用戶(hù)信息存在服務(wù)器或Session中榨了。

這種概念解決了在服務(wù)端存儲(chǔ)信息時(shí)的許多問(wèn)題

NoSession意味著你的程序可以根據(jù)需要去增減機(jī)器煎谍，而不用去擔(dān)心用戶(hù)是否登錄。

基于Token的身份驗(yàn)證的過(guò)程如下:

1.用戶(hù)通過(guò)用戶(hù)名和密碼發(fā)送請(qǐng)求龙屉。

2.程序驗(yàn)證呐粘。

3.程序返回一個(gè)簽名的token 給客戶(hù)端。

4.客戶(hù)端儲(chǔ)存token,并且每次用于每次發(fā)送請(qǐng)求转捕。

5.服務(wù)端驗(yàn)證token并返回?cái)?shù)據(jù)作岖。

每一次請(qǐng)求都需要token。token應(yīng)該在HTTP的頭部發(fā)送從而保證了Http請(qǐng)求無(wú)狀態(tài)五芝。我們同樣通過(guò)設(shè)置服務(wù)器屬性Access-Control-Allow-Origin:* 痘儡，讓服務(wù)器能接受到來(lái)自所有域的請(qǐng)求。需要主要的是枢步，在ACAO頭部標(biāo)明(designating)*時(shí)沉删，不得帶有像HTTP認(rèn)證，客戶(hù)端SSL證書(shū)和cookies的證書(shū)醉途。

實(shí)現(xiàn)思路：

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1.用戶(hù)登錄校驗(yàn)丑念，校驗(yàn)成功后就返回Token給客戶(hù)端。

2.客戶(hù)端收到數(shù)據(jù)后保存在客戶(hù)端

3.客戶(hù)端每次訪(fǎng)問(wèn)API是攜帶Token到服務(wù)器端结蟋。

4.服務(wù)器端采用filter過(guò)濾器校驗(yàn)脯倚。校驗(yàn)成功則返回請(qǐng)求數(shù)據(jù)，校驗(yàn)失敗則返回錯(cuò)誤碼

當(dāng)我們?cè)诔绦蛑姓J(rèn)證了信息并取得token之后嵌屎，我們便能通過(guò)這個(gè)Token做許多的事情推正。

我們甚至能基于創(chuàng)建一個(gè)基于權(quán)限的token傳給第三方應(yīng)用程序，這些第三方程序能夠獲取到我們的數(shù)據(jù)（當(dāng)然只有在我們?cè)试S的特定的token）

Tokens的優(yōu)勢(shì)

無(wú)狀態(tài)宝惰、可擴(kuò)展

在客戶(hù)端存儲(chǔ)的Tokens是無(wú)狀態(tài)的植榕，并且能夠被擴(kuò)展∧岫幔基于這種無(wú)狀態(tài)和不存儲(chǔ)Session信息尊残，負(fù)載負(fù)載均衡器能夠?qū)⒂脩?hù)信息從一個(gè)服務(wù)傳到其他服務(wù)器上炒瘸。

如果我們將已驗(yàn)證的用戶(hù)的信息保存在Session中，則每次請(qǐng)求都需要用戶(hù)向已驗(yàn)證的服務(wù)器發(fā)送驗(yàn)證信息(稱(chēng)為Session親和性)寝衫。用戶(hù)量大時(shí)顷扩，可能會(huì)造成

一些擁堵。

但是不要著急慰毅。使用tokens之后這些問(wèn)題都迎刃而解隘截，因?yàn)閠okens自己hold住了用戶(hù)的驗(yàn)證信息。

安全性

請(qǐng)求中發(fā)送token而不再是發(fā)送cookie能夠防止CSRF(跨站請(qǐng)求偽造)汹胃。即使在客戶(hù)端使用cookie存儲(chǔ)token婶芭，cookie也僅僅是一個(gè)存儲(chǔ)機(jī)制而不是用于認(rèn)證。不將信息存儲(chǔ)在Session中着饥，讓我們少了對(duì)session操作犀农。

token是有時(shí)效的，一段時(shí)間之后用戶(hù)需要重新驗(yàn)證宰掉。我們也不一定需要等到token自動(dòng)失效呵哨，token有撤回的操作，通過(guò)token revocataion可以使一個(gè)特定的token或是一組有相同認(rèn)證的token無(wú)效贵扰。

可擴(kuò)展性（）

Tokens能夠創(chuàng)建與其它程序共享權(quán)限的程序仇穗。例如流部，能將一個(gè)隨便的社交帳號(hào)和自己的大號(hào)(Fackbook或是Twitter)聯(lián)系起來(lái)戚绕。當(dāng)通過(guò)服務(wù)登錄Twitter(我們將這個(gè)過(guò)程Buffer)時(shí)，我們可以將這些Buffer附到Twitter的數(shù)據(jù)流上(we are allowing Buffer to post to our Twitter stream)枝冀。

使用tokens時(shí)舞丛，可以提供可選的權(quán)限給第三方應(yīng)用程序。當(dāng)用戶(hù)想讓另一個(gè)應(yīng)用程序訪(fǎng)問(wèn)它們的數(shù)據(jù)果漾，我們可以通過(guò)建立自己的API球切，得出特殊權(quán)限的tokens。

多平臺(tái)跨域

我們提前先來(lái)談?wù)撘幌翪ORS(跨域資源共享)绒障，對(duì)應(yīng)用程序和服務(wù)進(jìn)行擴(kuò)展的時(shí)候吨凑，需要介入各種各種的設(shè)備和應(yīng)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(hù)有一個(gè)通過(guò)了驗(yàn)證的token户辱，數(shù)據(jù)和資源就能夠在任何域上被請(qǐng)求到鸵钝。

          Access-Control-Allow-Origin: *       

基于標(biāo)準(zhǔn)

創(chuàng)建token的時(shí)候，你可以設(shè)定一些選項(xiàng)庐镐。我們?cè)诤罄m(xù)的文章中會(huì)進(jìn)行更加詳盡的描述恩商，但是標(biāo)準(zhǔn)的用法會(huì)在JSON Web Tokens體現(xiàn)。

最近的程序和文檔是供給JSON Web Tokens的必逆。它支持眾多的語(yǔ)言怠堪。這意味在未來(lái)的使用中你可以真正的轉(zhuǎn)換你的認(rèn)證機(jī)制揽乱。