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前后端的身份认证

作者:互联网

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一、Web 开发模式

目前主流的 Web 开发模式有两种,分别是:

  1. 基于 服务端渲染 的传统 Web 开发模式

  2. 基于 前后端分离 的新型 Web 开发模式

1. 服务端渲染的 Web 开发模式

服务端渲染的概念:服务器发送给客户端的 HTML 页面,是在服务器通过字符串的拼接,动态生成的。因此,客户端不需要使用 Ajax 这样的技术额外请求页面的数据。代码示例如下:

app.get('/index.html', (req, res)=>{
    // 要渲染的数据
    const user = { name: 'zs', age: 20 }
    // 服务器端通过字符串的拼接,动态生成 HTML 内容
    const html = `<h1>姓名: ${user.name}, 年龄: ${user.age}</h1>`
    // 把生成好的页面内容响应给客户端,因此,客户端得到的是带有真是数据的 HTML 页面
    res.send(html)
})

服务端渲染的优点:

服务端渲染的缺点


2. 前后端分离的 Web 开发模式

前后端分离的概念:前后端分离的开发模式,依赖于 Ajax 技术的广泛应用。简而言之,前后端分离的 Web 开发模式,就是后端只负责提供 API 接口,前端使用 Ajax 调用接口的开发模式。

前后端分离的优点

前后端分离的缺点


3. 如何选择 Web 开发模式

不谈业务场景而盲目选择使用何种开发模式都是耍流氓。

⚫ 比如企业级网站,主要功能是展示而没有复杂的交互,并且需要良好的 SEO,则这时我们就需要使用服务器端渲染;

⚫ 而类似后台管理项目,交互性比较强,不需要考虑 SEO,那么就可以使用前后端分离的开发模式。

另外,具体使用何种开发模式并不是绝对的,为了同时兼顾首页的渲染速度前后端分离的开发效率,一些网站采用了首屏服务器端渲染 + 其他页面前后端分离的开发模式。



二、身份认证

身份认证(Authentication)又称“身份验证”、“鉴权”,是指通过一定的手段,完成对用户身份的确认
在 Web 开发中,也涉及到用户身份的认证,例如:各大网站的手机验证码登录、邮箱密码登录、二维码登录等。

身份认证的目的,是为了 确认当前所声称为某种身份的用户,确实是所声称的用户

不同开发模式下的身份认证
对于 服务端渲染前后端分离 这两种开发模式来说,分别有着不同的身份认证方案:

三、 Session 认证机制

1. HTTP 协议的无状态性

HTTP 协议的无状态性,指的是客户端的 每次 HTTP 请求都是独立的,连续多个请求之间没有直接的关系,服务器不会主动保留每次 HTTP 请求的状态
通过 cookie 能够突破 HTTP 无状态的限制

Cookie 是 存储在用户浏览器中的一段不超过 4 KB 的字符串。它由一个名称(Name)、一个(Value)和其它几个用于控制 Cookie 有效期安全性使用范围可选属性 组成。它来自服务端的响应头中

不同域名下的 Cookie 各自独立,每当客户端发起请求时,自动把当前域名下所有未过期的 Cookie 一同发送到服务器

Cookie的几大特性:

  1. 自动发送
  2. 域名独立
  3. 过期时限
  4. 4KB 限制

在这里插入图片描述


客户端第一次请求服务器的时候,服务器 通过响应头的形式 ,向客户端发送一个身份认证的 Cookie,客户端会自动将 Cookie 保存在浏览器中。

随后,当客户端浏览器每次请求服务器的时候,浏览器会 自动 将身份认证相关的 Cookie,通过请求头的形式 发送给服务器,服务器即可验明客户端的身份。

在这里插入图片描述
客户端请求头中cookie为多个 cookie键值对 拼接成的字符串:
在这里插入图片描述

注意: Cookie 不具有安全性
由于 Cookie 是存储在浏览器中的,而且浏览器也提供了读写 Cookie 的 API,因此 Cookie 很容易被伪造,不具有安全性。因此不建议服务器将重要的隐私数据,通过 Cookie 的形式发送给浏览器

所以,千万不要使用 Cookie 存储重要且隐私的数据!比如用户的身份信息、密码等。


③ Session

Session 用来提高身份认证的安全性,其工作原理如下图:
在这里插入图片描述

session:实际上就是一个对象,存储在服务端的内存中,在session对象中也可以存储多条数据,每一条数据都有一个sessionid做为唯一标识。
注意:当网站服务器重启的时候session会失效


3. 在 Express 中使用 Session 认证

express-session - npm (npmjs.com)

① 安装 express-session 中间件

在 Express 项目中,只需要安装 express-session 中间件,即可在项目中使用 Session 认证:npm install express-session

② 配置 express-session 中间件

express-session 中间件安装成功后,需要通过 app.use() 来注册 session 中间件,示例代码如下:

// 导入 session 中间件
const session = require('express-session')

// 配置 session 中间件
app.use(session({
	secret: 'keyboard cat', // secret 属性值可以是任意字符串
	resave: false, // 固定写法
	saveUninitialized: true // 固定写法
}))

③ 向 session 中存数据

当 express-session 中间件配置成功后,即可通过req.session来访问和使用 session 对象,从而存储用户的关键信息:
注意,若 session 中间件配置失败,req 内就没有session

app.post('/api/login', (req, res) => {
	// 判断用户提交的登录信息是否正确
	if(req.body.username !== 'admin' || req.body.password !== '000000') {
		return res.send({status: 1, msg: '登录失败!'})
	}
	
	req.session.user = req.body // 将用户信息存储到 Session 中
	req.session.islogin = true  // 将用户的登录状态存储到 Session 中
	
	res.send({status: 0, msg: '登录成功!'})
})

④ 从 session 中取数据

可以直接从 req.session 对象上获取之前存储的数据,示例代码如下:

// 获取用户姓名的接口
app.get('/api/username', (req, res) => {
	// 判断用户是否登录
	if(!req.session.islogin) {
		return res.send({status: 1, msg: 'fail'})
	}
	res.send({status: 0, msg: 'success', username: req.session.user.username})
})

⑤清空 session

调用 req.session.destroy() 函数,即可清空服务器保存的 session 信息,注意,这并不会删除所有的session 信息,只删除相对应的session信息

// 退出登录接口
app.post('/api/logout', (req, res) => {
	// 清空当前客户端对应的 session 信息
	req.session.destroy();
	res.send({
		status: 0,
		msg: '退出登录成功'
	})
})


四、JWT 认证机制

JSON Web Token 入门教程 - 阮一峰的网络日志

1. session 认证的局限性

Session 认证机制 需要配合 Cookie 才能实现。由于 Cookie 默认不支持跨域访问,所以,当涉及到 前端跨域请求后端接口 的时候,需要做很多额外的配置,才能实现跨域 Session 认证。
注意:
⚫ 当前端请求后端接口 不存在跨域问题 的时候,推荐使用 Session 身份认证机制。
⚫ 当前端需要跨域请求后端接口的时候,不推荐使用 Session 身份认证机制,推荐使用 JWT 认证机制。

2. JWT 简介

JWT(英文全称:JSON Web Token)是目前 最流行跨域认证解决方案

JWT 的工作原理

在这里插入图片描述

JWT 的组成部分

JWT 通常由三部分组成,分别是 Header(头部)、Payload(有效荷载)、Signature(签名)。
三者之间使用英文的.分隔,格式为: Header.Payload.Signature, 比如:
在这里插入图片描述
Payload 部分才是 真正的用户信息,它是用户信息经过加密之后生成的字符串。
HeaderSignature安全性相关的部分,只是为了保证 Token 的安全性。
在这里插入图片描述

3. 在 Express 中使用 JWT

客户端收到服务器返回的 JWT 之后,通常会将它储存在 localStoragesessionStorage 中。
此后,客户端每次与服务器通信,都要带上这个 JWT 的字符串,从而进行身份认证。推荐的做法是 把 JWT 放在 HTTP 请求头的 Authorization 字段中,格式如下:

Authorization: Bearer <token>

① 安装 JWT 相关的包

运行如下命令,安装如下两个 JWT 相关的包:

npm install jsonwebtoken express-jwt

② 导入 JWT 相关的包

使用 require() 函数,在项目分别导入 JWT 相关的两个包:

// 导入 用于生成 JWT 字符串 的包
const jwt = require('jsonwebtoken')
// 导入用于将客户端发送过来的 JWT 字符串,解析还原成 JSON 对象的包
const expressJWT = require('express-jwt')

③ 定义 secret 密钥

为了 保证 JWT 字符串的安全性,防止 JWT 字符串在网络传输过程中被别人破解,我们需要专门定义一个用于 加密解密secret 密钥

  1. 当生成 JWT 字符串的时候,需要使用 secret 密钥对用户的信息 进行加密 ,最终得到加密好的 JWT 字符串
  2. 当把 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象的时候,需要使用 secret 密钥 进行解密
// secret 密钥 是一个自定义的字符串,建议以 ‘secretKey’ 命名
const secretKey	= 'hello World ^_^'

④ 在登录成功后生成 JWT 字符串

调用 jsonwebtoken 包提供的 sign() 方法,将用户的信息加密成 JWT 字符串,响应给客户端:

// 登录接口
app.post('/api/login', function(req, res){
	// 省略登录失败下的代码
	// 用户登录成功后,生成 JWT 字符串,并响应给客户端
	res.send({
		status: 200,
		message: '登录成功!',
		/* 
		jwt.sign(param1, param2, param3): 生成 JWT 字符串
			param1: 用户信息对象
			param2: 加密密钥
			param3: 配置对象,其中expriesIn表示所生成的 JWT 字符串的有效时间	
		*/
		// 注意:千万不要把密码加密到 token 字符中
		token: jwt.sign({username: userinfo.username}, secretKey, {expriesIn:	'30s'})
	})	
})

⑤ 将 JWT 字符串还原为 JSON 对象

客户端每次在访问那些有权限接口的时候,都需要主动通过 请求头中的 Authorization 字段 ,将 Token 字符串发送到服务器进行身份认证。
此时,服务器可以通过 express-jwt 这个中间件,自动将客户端发送过来的 Token 解析还原成 JSON 对象:

// 使用 app.use 来注册中间件
// expressJWT({secret: secretKey}) 就是用来解析 jwt加密字符串 的中间件,
// 注意:只要配置成功了 express-jwt 这个中间件,就可以把解析出来的用户信息,挂载到 req.user 属性上,供后续有权限的接口使用
// .unless({path: [/^\/api\//]}) 用来指定后续的哪些接口不需要访问权限
app.use(expressJWT({ secret: secretKey}).unless({path: [/^\/api\//]}))

Node.js 使用 express-jwt 解析 JWT -- 稀土掘金


⑥ 使用 req.user 获取用户信息

当 express-jwt 这个中间件配置成功之后,即可在那些有权限的接口中,使用 req.user 对象,来访问从 JWT 字符串中解析出来的用户信息了,示例代码如下:

// 这是一个有权限的API接口
app.get('/admin/getinfo', function(req, res) {
	console.log(req.user)
	res.send({
		status: 200,
		message: '获取用户信息成功!',
		data: req.user
	})
})

⑥ 捕获解析 JWT 失败后产生的错误

当使用 express-jwt 解析 Token 字符串时,如果客户端发送过来的 JWT加密字符串 过期或不合法,会产生一个 解析失败 的错误,影响项目的正常运行。我们可以通过 Express 的错误中间件,捕获这个错误并进行相关的处理,示例代码如下:

app.use((err, req, res, next) => {
	// JWT 加密字符串解析失败导致的错误
	if(err.name === 'UnauthorizedError') {
		return res.send({status: 401, message: '无效的JWT字符串'})
	}
	// 其他原因导致错误
	res.send({status: 500, message: '位置错误'})
})

标签:req,端的,JWT,认证,session,Cookie,字符串,身份
来源: https://www.cnblogs.com/gh-StudyNotes/p/15856221.html