發(fā)展史

1、很久很久以前腕侄，Web?基本上就是文檔的瀏覽而已小泉，?既然是瀏覽，作為服務(wù)器冕杠，?不需要記錄誰在某一段時(shí)間里都瀏覽了什么文檔微姊，每次請求都是一個(gè)新的HTTP協(xié)議，?就是請求加響應(yīng)分预，?尤其是我不用記住是誰剛剛發(fā)了HTTP請求兢交，?每個(gè)請求對我來說都是全新的。這段時(shí)間很嗨皮笼痹。

2配喳、但是隨著交互式Web應(yīng)用的興起酪穿，像在線購物網(wǎng)站，需要登錄的網(wǎng)站等等晴裹，馬上就面臨一個(gè)問題被济，那就是要管理會話，必須記住哪些人登錄系統(tǒng)息拜， 哪些人往自己的購物車中放商品溉潭， 也就是說我必須把每個(gè)人區(qū)分開净响，這就是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)少欺，因?yàn)镠TTP請求是無狀態(tài)的，所以想出的辦法就是給大家發(fā)一個(gè)會話標(biāo)識(session id), 說白了就是一個(gè)隨機(jī)的字串馋贤，每個(gè)人收到的都不一樣赞别， 每次大家向我發(fā)起HTTP請求的時(shí)候，把這個(gè)字符串給一并捎過來配乓， 這樣我就能區(qū)分開誰是誰了

3仿滔、這樣大家很嗨皮了，可是服務(wù)器就不嗨皮了犹芹，每個(gè)人只需要保存自己的session?id崎页，而服務(wù)器要保存所有人的session?id?！?如果訪問服務(wù)器多了腰埂，?就得由成千上萬飒焦，甚至幾十萬個(gè)。

這對服務(wù)器說是一個(gè)巨大的開銷?屿笼，?嚴(yán)重的限制了服務(wù)器擴(kuò)展能力牺荠，?比如說我用兩個(gè)機(jī)器組成了一個(gè)集群，?小F通過機(jī)器A登錄了系統(tǒng)驴一，?那session?id會保存在機(jī)器A上休雌，?假設(shè)小F的下一次請求被轉(zhuǎn)發(fā)到機(jī)器B怎么辦？?機(jī)器B可沒有小F的?session?id啊肝断。

有時(shí)候會采用一點(diǎn)小伎倆：?session?sticky?杈曲，?就是讓小F的請求一直粘連在機(jī)器A上，?但是這也不管用胸懈，?要是機(jī)器A掛掉了担扑，?還得轉(zhuǎn)到機(jī)器B去。

那只好做session?的復(fù)制了箫荡，?把session?id?在兩個(gè)機(jī)器之間搬來搬去魁亦，?快累死了。

后來有個(gè)叫Memcached的支了招：?把session?id?集中存儲到一個(gè)地方羔挡，?所有的機(jī)器都來訪問這個(gè)地方的數(shù)據(jù)洁奈，?這樣一來间唉，就不用復(fù)制了，?但是增加了單點(diǎn)失敗的可能性利术，?要是那個(gè)負(fù)責(zé)session?的機(jī)器掛了呈野，?所有人都得重新登錄一遍，?估計(jì)得被人罵死印叁。

也嘗試把這個(gè)單點(diǎn)的機(jī)器也搞出集群被冒，增加可靠性， 但不管如何轮蜕， 這小小的session 對我來說是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)

4昨悼、于是有人就一直在思考，?我為什么要保存這可惡的session呢跃洛，?只讓每個(gè)客戶端去保存該多好率触？

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

嗯细燎，對了两曼，關(guān)鍵點(diǎn)就是驗(yàn)證?！

比如說玻驻，?小F已經(jīng)登錄了系統(tǒng)悼凑，?我給他發(fā)一個(gè)令牌(token)，?里邊包含了小F的?user?id击狮，?下一次小F?再次通過Http?請求訪問我的時(shí)候佛析，?把這個(gè)token?通過Http?header?帶過來不就可以了。

不過這和session?id沒有本質(zhì)區(qū)別啊彪蓬，?任何人都可以可以偽造寸莫，?所以我得想點(diǎn)兒辦法，?讓別人偽造不了档冬。

那就對數(shù)據(jù)做一個(gè)簽名吧膘茎，?比如說我用HMAC-SHA256?算法，加上一個(gè)只有我才知道的密鑰酷誓，?對數(shù)據(jù)做一個(gè)簽名披坏，?把這個(gè)簽名和數(shù)據(jù)一起作為token?，?由于密鑰別人不知道盐数，?就無法偽造token了棒拂。

這個(gè)token?我不保存，?當(dāng)小F把這個(gè)token?給我發(fā)過來的時(shí)候，我再用同樣的HMAC-SHA256?算法和同樣的密鑰帚屉，對數(shù)據(jù)再計(jì)算一次簽名谜诫，?和token?中的簽名做個(gè)比較，?如果相同攻旦，?我就知道小F已經(jīng)登錄過了喻旷，并且可以直接取到小F的user?id?,?如果不相同，?數(shù)據(jù)部分肯定被人篡改過牢屋，?我就告訴發(fā)送者：?對不起且预，沒有認(rèn)證。

Token?中的數(shù)據(jù)是明文保存的（雖然我會用Base64做下編碼烙无，?但那不是加密）锋谐，?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皱炉。

當(dāng)然怀估，?如果一個(gè)人的token?被別人偷走了，?那我也沒辦法合搅，?我也會認(rèn)為小偷就是合法用戶，?這其實(shí)和一個(gè)人的session?id?被別人偷走是一樣的歧蕉。

這樣一來灾部，?我就不保存session?id?了，?我只是生成token?,?然后驗(yàn)證token?惯退，?我用我的CPU計(jì)算時(shí)間獲取了我的session?存儲空間?赌髓！

解除了session?id這個(gè)負(fù)擔(dān)，?可以說是無事一身輕催跪，?我的機(jī)器集群現(xiàn)在可以輕松地做水平擴(kuò)展锁蠕，?用戶訪問量增大，?直接加機(jī)器就行懊蒸。?這種無狀態(tài)的感覺實(shí)在是太好了荣倾！

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的一種數(shù)據(jù)骑丸，僅僅是瀏覽器實(shí)現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)存儲功能舌仍。

cookie由服務(wù)器生成，發(fā)送給瀏覽器通危，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)铸豁，下一次請求同一網(wǎng)站時(shí)會把該cookie發(fā)送給服務(wù)器。由于cookie是存在客戶端上的菊碟，所以瀏覽器加入了一些限制確保cookie不會被惡意使用节芥，同時(shí)不會占據(jù)太多磁盤空間，所以每個(gè)域的cookie數(shù)量是有限的逆害。

Session

session?從字面上講头镊，就是會話增炭。這個(gè)就類似于你和一個(gè)人交談，你怎么知道當(dāng)前和你交談的是張三而不是李四呢拧晕？對方肯定有某種特征（長相等）表明他就是張三隙姿。

session?也是類似的道理，服務(wù)器要知道當(dāng)前發(fā)請求給自己的是誰厂捞。為了做這種區(qū)分输玷，服務(wù)器就要給每個(gè)客戶端分配不同的“身份標(biāo)識”，然后客戶端每次向服務(wù)器發(fā)請求的時(shí)候靡馁，都帶上這個(gè)“身份標(biāo)識”欲鹏，服務(wù)器就知道這個(gè)請求來自于誰了。至于客戶端怎么保存這個(gè)“身份標(biāo)識”臭墨，可以有很多種方式赔嚎，對于瀏覽器客戶端，大家都默認(rèn)采用?cookie?的方式胧弛。

服務(wù)器使用session把用戶的信息臨時(shí)保存在了服務(wù)器上尤误，用戶離開網(wǎng)站后session會被銷毀。這種用戶信息存儲方式相對cookie來說更安全结缚，可是session有一個(gè)缺陷：如果web服務(wù)器做了負(fù)載均衡损晤，那么下一個(gè)操作請求到了另一臺服務(wù)器的時(shí)候session會丟失。

Token

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

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

無狀態(tài)最冰、可擴(kuò)展

支持移動(dòng)設(shè)備

跨程序調(diào)用

安全

那些使用基于Token的身份驗(yàn)證的大佬們

大部分你見到過的API和Web應(yīng)用都使用tokens稀火。例如Facebook,?Twitter,?Google+,?GitHub等憾股。

Token的起源

在介紹基于Token的身份驗(yàn)證的原理與優(yōu)勢之前鹿蜀，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)議是無狀態(tài)的服球，這種無狀態(tài)意味著程序需要驗(yàn)證每一次請求茴恰，從而辨別客戶端的身份。

在這之前斩熊，程序都是通過在服務(wù)端存儲的登錄信息來辨別請求的往枣。這種方式一般都是通過存儲Session來完成。

隨著Web，應(yīng)用程序分冈，已經(jīng)移動(dòng)端的興起圾另，這種驗(yàn)證的方式逐漸暴露出了問題。尤其是在可擴(kuò)展性方面雕沉。

基于服務(wù)器驗(yàn)證方式暴露的一些問題

Seesion：每次認(rèn)證用戶發(fā)起請求時(shí)集乔，服務(wù)器需要去創(chuàng)建一個(gè)記錄來存儲信息。當(dāng)越來越多的用戶發(fā)請求時(shí)坡椒，內(nèi)存的開銷也會不斷增加扰路。

可擴(kuò)展性：在服務(wù)端的內(nèi)存中使用Seesion存儲登錄信息，伴隨而來的是可擴(kuò)展性問題倔叼。

CORS(跨域資源共享)：當(dāng)我們需要讓數(shù)據(jù)跨多臺移動(dòng)設(shè)備上使用時(shí)汗唱，跨域資源的共享會是一個(gè)讓人頭疼的問題。在使用Ajax抓取另一個(gè)域的資源丈攒，就可以會出現(xiàn)禁止請求的情況哩罪。

CSRF(跨站請求偽造)：用戶在訪問銀行網(wǎng)站時(shí)，他們很容易受到跨站請求偽造的攻擊巡验，并且能夠被利用其訪問其他的網(wǎng)站际插。

在這些問題中，可擴(kuò)展行是最突出的深碱。因此我們有必要去尋求一種更有行之有效的方法腹鹉。

基于Token的驗(yàn)證原理

基于Token的身份驗(yàn)證是無狀態(tài)的，我們不將用戶信息存在服務(wù)器或Session中敷硅。

這種概念解決了在服務(wù)端存儲信息時(shí)的許多問題

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

基于Token的身份驗(yàn)證的過程如下:

用戶通過用戶名和密碼發(fā)送請求绞蹦。

程序驗(yàn)證。

程序返回一個(gè)簽名的token?給客戶端榜旦。

客戶端儲存token,并且每次用于每次發(fā)送請求幽七。

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

每一次請求都需要token溅呢。token應(yīng)該在HTTP的頭部發(fā)送從而保證了Http請求無狀態(tài)澡屡。我們同樣通過設(shè)置服務(wù)器屬性Access-Control-Allow-Origin:*?，讓服務(wù)器能接受到來自所有域的請求咐旧。

需要主要的是驶鹉，在ACAO頭部標(biāo)明(designating)*時(shí)，不得帶有像HTTP認(rèn)證铣墨，客戶端SSL證書和cookies的證書室埋。

實(shí)現(xiàn)思路：

用戶通過用戶名和密碼發(fā)送請求。

程序驗(yàn)證。

程序返回一個(gè)簽名的token?給客戶端姚淆。

客戶端儲存token,并且每次用于每次發(fā)送請求孕蝉。

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

當(dāng)我們在程序中認(rèn)證了信息并取得token之后腌逢，我們便能通過這個(gè)Token做許多的事情降淮。

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)然只有在我們允許的特定的token）

Tokens的優(yōu)勢

無狀態(tài)搏讶、可擴(kuò)展

在客戶端存儲的Tokens是無狀態(tài)的佳鳖，并且能夠被擴(kuò)展∏侠叮基于這種無狀態(tài)和不存儲Session信息腋颠，負(fù)載負(fù)載均衡器能夠?qū)⒂脩粜畔囊粋€(gè)服務(wù)傳到其他服務(wù)器上。

如果我們將已驗(yàn)證的用戶的信息保存在Session中吓笙，則每次請求都需要用戶向已驗(yàn)證的服務(wù)器發(fā)送驗(yàn)證信息(稱為Session親和性)淑玫。用戶量大時(shí)，可能會造成一些擁堵面睛。

但是不要著急絮蒿。使用tokens之后這些問題都迎刃而解，因?yàn)閠okens自己hold住了用戶的驗(yàn)證信息叁鉴。

安全性

請求中發(fā)送token而不再是發(fā)送cookie能夠防止CSRF(跨站請求偽造)土涝。即使在客戶端使用cookie存儲token，cookie也僅僅是一個(gè)存儲機(jī)制而不是用于認(rèn)證幌墓。不將信息存儲在Session中但壮，讓我們少了對session操作。

token是有時(shí)效的常侣，一段時(shí)間之后用戶需要重新驗(yàn)證蜡饵。我們也不一定需要等到token自動(dòng)失效，token有撤回的操作胳施，通過token?revocataion可以使一個(gè)特定的token或是一組有相同認(rèn)證的token無效溯祸。

可擴(kuò)展性

Tokens能夠創(chuàng)建與其它程序共享權(quán)限的程序。例如舞肆，能將一個(gè)隨便的社交帳號和自己的大號(Fackbook或是Twitter)聯(lián)系起來焦辅。當(dāng)通過服務(wù)登錄Twitter(我們將這個(gè)過程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)椿胯。

使用tokens時(shí)筷登，可以提供可選的權(quán)限給第三方應(yīng)用程序。當(dāng)用戶想讓另一個(gè)應(yīng)用程序訪問它們的數(shù)據(jù)压状，我們可以通過建立自己的API仆抵，得出特殊權(quán)限的tokens跟继。

多平臺跨域

我們提前先來談?wù)撘幌翪ORS(跨域資源共享)，對應(yīng)用程序和服務(wù)進(jìn)行擴(kuò)展的時(shí)候镣丑，需要介入各種各種的設(shè)備和應(yīng)用程序舔糖。

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(gè)通過了驗(yàn)證的token，數(shù)據(jù)和資源就能夠在任何域上被請求到莺匠。

Access-Control-Allow-Origin:?*??? ??

基于標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建token的時(shí)候金吗，你可以設(shè)定一些選項(xiàng)。我們在后續(xù)的文章中會進(jìn)行更加詳盡的描述趣竣，但是標(biāo)準(zhǔn)的用法會在JSON?Web?Tokens體現(xiàn)摇庙。

最近的程序和文檔是供給JSON?Web?Tokens的。它支持眾多的語言遥缕。這意味在未來的使用中你可以真正的轉(zhuǎn)換你的認(rèn)證機(jī)制卫袒。