鉴权与身份认证-Toy模板网

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鉴权和身份认证

所谓鉴权就是身份认证，就是验证您是否有权限从服务器访问或操作相关数据。通俗的讲就是一个门禁，您想要进入室内，必须通过门禁验证身份，这就是鉴权，如打开一个网站必须要输入用户名和密码才可以登录进入，这种就是鉴权，还有一些业务需要登录以后才可以进行，因为需要token值，则就可以把token添加到鉴权中，这种也是鉴权。

常用的鉴权方式

Basic 认证：户籍部门已给你签发了一张身份证。你每次去办事，都要带上身份证证，后台要拿你的身份证去系统上查一下。
Session 认证：户籍部门已给你签发了一张身份证，但只告诉你身份证号码。你每次去办事，只要报出你的身份证号码，后台要查一个即否有效。
Token 认证：户籍部门已给你签发了一张有防伪功能的身份证。你每次去办事，只要出示这张卡片，它就知道你一定是自己人。

1、Basic

HTTP Basic Authentication

在这种认证方法下，用户每次发送请求时，请求头中都必须携带能通过认证的身份信息。

其交互过程如下：

开始时，客户端发送未携带身份信息的请求。
服务端返回 401 Unauthorized 状态，并在返回头中说明要用 Basic 方法进行认证：WWW-Authenticate: Basic。
客户端重新发送请求，并将身份信息包含在请求头中: Authorization: Basic aHk6bXlwYXNzd29yZA==。
服务端验证请求头中的身份信息，并相应返回 200 OK 或 403 Forbidden 状态。
之后，客户端每次发送请求都在请求头中携带该身份信息

其中传送的身份信息是 <username>:<password> 经 base64 编码后的字串。如本例中的 aHk6bXlwYXNzd29yZA==，经 base64 解码后为 hy:mypassword。

这种认证方法的优点是简单，容易理解。

缺点有：

不安全：认证身份信息用明文传送，因此需结合 https 使用。
效率低：服务端处理请求时，每次都需要验证身份信息，如用户名和密码。

2、session

这种认证方法结合了 Session 和 Cookie。服务端将本次会话信息以 Session 对象的形式保存在服务端的内存、数据库或文件系统中，并将对应的 Session 对象 ID 值 SessionID 以 Cookie 形式返回给客户端，SessionID 保存在客户端的 Cookie 中。

这是一种有状态的认证方法：服务端保存 Session 对象，客户端以 Cookie 形式保存 SessionID。

其交互过程如下：

客户端在登录页面输入身份信息，如用户名/密码。
服务端验证身份信息，通过后生成一个 Session 对象，保存到服务端，并将 SessionID 值以 Cookie 形式返回给客户端。
客户端将接收到的 SessionID 保存到 Cookie 中，并且之后每次请求都在请求头中携带 SessionID Cookie。
服务端从请求的 Cookie 中获取 SessionID，并查询其对应的 Session 对象，从而获得身份信息。
客户端退出本次会话后，客户端删除 SessionID 的 Cookie，服务端删除 Session 对象。
如果客户端之后要重新登录，需重新生成 Session 对象和 SessionID。

优点：

较安全：客户端每次请求时无需发送身份信息，只需发送 SessionID。
较高效：服务端无需每次处理请求时都要验证身份信息，只需通过 SessionID 查询 Session 对象。

缺点：

扩展性差，Session 对象保存在服务端，如果是保存在多个服务器上，有一致性问题，如果保存在单个服务器上，无法适应用户增长。
基于 Cookie 的 SessionID 不能跨域共享，同一用户的多个客户端（如浏览器客户端和 APP）不能共享 SessionId。
基于 Cookie 的 SessionID 易被截获生成 CSRF 攻击。

3、Token

Token验证(包括JWT,SSO)

这是一种 SPA 应用(单页Web应用single page web application)和 APP 经常使用的认证方法。它是一种无状态的认证方法。

客户端首先将用户信息发送给服务端，服务端根据用户信息+私钥生成一个唯一的 Token 并返回给客户端。Token 只保存在客户端，之后客户端的每个请求头中都携带 Token，而服务端只通过运算（无需查询）来验证用户。

客户端使用用户名和密码请求登录
服务端收到请求，验证用户名和密码
验证成功后，服务端会签发一个token，再把这个token返回给客户端
客户端收到token后可以把它存储起来，比如放到cookie中
客户端每次向服务端请求资源时需要携带服务端签发的token，可以在cookie或者header中携带
服务端收到请求，然后去验证客户端请求里面带着的token，如果验证成功，就向客户端返回请求数据

优点：

Token 只保存在客户端，因此不影响服务端扩展性。
为用户生成的 Token 可以在多个客户端共用。
支持跨域访问：cookie是无法跨域的，而token由于没有用到cookie(前提是将token放到请求头中)，所以跨域后不会存在信息丢失问题
无状态：token机制在服务端不需要存储session信息，因为token自身包含了所有登录用户的信息，所以可以减轻服务端压力
更适用CDN：可以通过内容分发网络请求服务端的所有资料
更适用于移动端：当客户端是非浏览器平台时，cookie是不被支持的，此时采用token认证方式会简单很多
无需考虑CSRF：由于不再依赖cookie，所以采用token认证方式不会发生CSRF，所以也就无需考虑CSRF的防御

缺点：

Token 包含了用户的全部信息，不只是如 SessionID 类似的一个 ID 值，因此会增加每次请求包的大小。

目前使用较多的是基于JWT(JSON Web Tokens) 的 Token 认证法。

JWT

token认证的一种实现方式。特别适用于分布式站点的单点登录（SSO）场景，是目前最流行的跨域认证解决方案。

https://jwt.io/

通俗地说，JWT的本质就是一个字符串，它是将用户信息保存到一个Json字符串中，然后进行编码后得到一个JWT token，并且这个JWT token带有签名信息，接收后可以校验是否被篡改，所以可以用于在各方之间安全地将信息作为Json对象传输。

JWT的认证流程

首先，前端通过Web表单将自己的用户名和密码发送到后端的接口，这个过程一般是一个POST请求。建议的方式是通过SSL加密的传输(HTTPS)，从而避免敏感信息被嗅探。
后端核对用户名和密码成功后，将包含用户信息的数据作为JWT的Payload，将其与JWT Header分别进行Base64编码拼接后签名，形成一个JWT Token，形成的JWT Token就是一个如同lll.zzz.xxx的字符串
后端将JWT Token字符串作为登录成功的结果返回给前端。前端可以将返回的结果保存在浏览器中，退出登录时删除保存的JWT Token即可
前端在每次请求时将JWT Token放入HTTP请求头中的Authorization属性中(解决XSS和XSRF问题)
后端检查前端传过来的JWT Token，验证其有效性，比如检查签名是否正确、是否过期、token的接收方是否是自己等等
验证通过后，后端解析出JWT Token中包含的用户信息，进行其他逻辑操作(一般是根据用户信息得到权限等)，返回结果

JWT结构

JWT由3部分组成：标头(Header)、有效载荷(Payload)和签名(Signature)。在传输的时候，会将JWT的3部分分别进行Base64编码后用.进行连接形成最终传输的字符串。

JWTString=Base64(Header).Base64(Payload).HMACSHA256(base64UrlEncode(header)+"."+base64UrlEncode(payload),secret)

1.Header

JWT头是一个描述JWT元数据的JSON对象，alg属性表示签名使用的算法，默认为HMAC SHA256（写为HS256）；typ属性表示令牌的类型，JWT令牌统一写为JWT。最后，使用Base64 URL算法将上述JSON对象转换为字符串保存

{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

2.Payload

有效载荷部分，是JWT的主体内容部分，也是一个JSON对象，包含需要传递的数据。 JWT指定七个默认字段供选择

- iss (issuer)：签发人
- exp (expiration time)：过期时间
- sub (subject)：主题
- aud (audience)：受众
- nbf (Not Before)：生效时间
- iat (Issued At)：签发时间
- jti (JWT ID)：编号

这些预定义的字段并不要求强制使用。除以上默认字段外，我们还可以自定义私有字段，一般会把包含用户信息的数据放到payload中，如下例：

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "Helen",
  "admin": true
}

请注意！默认情况下JWT是未加密的，因为只是采用base64算法，拿到JWT字符串后可以转换回原本的JSON数据，任何人都可以解读其内容，因此不要构建隐私信息字段，比如用户的密码一定不能保存到JWT中，以防止信息泄露。JWT只是适合在网络中传输一些非敏感的信息。

3.Signature

签名哈希部分是对上面两部分数据签名，需要使用base64编码后的header和payload数据，通过指定的算法生成哈希，以确保数据不会被篡改。首先，需要指定一个密钥（secret）。该密码仅仅保存在服务器中，并且不能向用户公开。然后，使用header中指定的签名算法（默认情况下为HMAC SHA256）根据以下公式生成签名。

HMACSHA256(base64UrlEncode(header)+"."+base64UrlEncode(payload),secret)

在计算出签名哈希后，JWT头，有效载荷和签名哈希的三个部分组合成一个字符串，每个部分用.分隔，就构成整个JWT对象

注意JWT每部分的作用，在服务端接收到客户端发送过来的JWT token之后：

header和payload可以直接利用base64解码出原文，从header中获取哈希签名的算法，从payload中获取有效数据
signature由于使用了不可逆的加密算法，无法解码出原文，它的作用是校验token有没有被篡改。服务端获取header中的加密算法之后，利用该算法加上secretKey对header、payload进行加密，比对加密后的数据和客户端发送过来的是否一致。注意secretKey只能保存在服务端，而且对于不同的加密算法其含义有所不同，一般对于MD5类型的摘要加密算法，secretKey实际上代表的是盐值