基于 Token 的身份验证

阳光穿透心脏的1/2处 2022-05-23 08:44 214阅读 0赞

最近了解下基于 Token 的身份验证，跟大伙分享下。很多大型网站也都在用，比如 Facebook，Twitter，Google+，Github 等等，比起传统的身份验证方法，Token 扩展性更强，也更安全点，非常适合用在 Web 应用或者移动应用上。Token 的中文有人翻译成 “令牌”，我觉得挺好，意思就是，你拿着这个令牌，才能过一些关卡。

## 传统身份验证的方法 ##

HTTP 是一种没有状态的协议，也就是它并不知道是谁是访问应用。这里我们把用户看成是客户端，客户端使用用户名还有密码通过了身份验证，不过下回这个客户端再发送请求时候，还得再验证一下。

解决的方法就是，当用户请求登录的时候，如果没有问题，我们在服务端生成一条记录，这个记录里可以说明一下登录的用户是谁，然后把这条记录的 ID 号发送给客户端，客户端收到以后把这个 ID 号存储在 Cookie 里，下次这个用户再向服务端发送请求的时候，可以带着这个 Cookie ，这样服务端会验证一个这个 Cookie 里的信息，看看能不能在服务端这里找到对应的记录，如果可以，说明用户已经通过了身份验证，就把用户请求的数据返回给客户端。

上面说的就是 Session，我们需要在服务端存储为登录的用户生成的 Session ，这些 Session 可能会存储在内存，磁盘，或者数据库里。我们可能需要在服务端定期的去清理过期的 Session 。

## 基于 Token 的身份验证方法 ##

使用基于 Token 的身份验证方法，在服务端不需要存储用户的登录记录。大概的流程是这样的：

1.  客户端使用用户名跟密码请求登录
2.  服务端收到请求，去验证用户名与密码
3.  验证成功后，服务端会签发一个 Token，再把这个 Token 发送给客户端
4.  客户端收到 Token 以后可以把它存储起来，比如放在 Cookie 里或者 Local Storage 里
5.  客户端每次向服务端请求资源的时候需要带着服务端签发的 Token
6.  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的数据

## JWT ##

实施 Token 验证的方法挺多的，还有一些标准方法，比如 JWT，读作：jot ，表示：JSON Web Tokens 。JWT 标准的 Token 有三个部分：

*  header
 *  payload
 *  signature

中间用点分隔开，并且都会使用 Base64 编码，所以真正的 Token 看起来像这样：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJpc3MiOiJuaW5naGFvLm5ldCIsImV4cCI6IjE0Mzg5NTU0NDUiLCJuYW1lIjoid2FuZ2hhbyIsImFkbWluIjp0cnVlfQ.SwyHTEx_RQppr97g4J5lKXtabJecpejuef8AqKYMAJc

#### Header ####

header 部分主要是两部分内容，一个是 Token 的类型，另一个是使用的算法，比如下面类型就是 JWT，使用的算法是 HS256。

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

上面的内容要用 Base64 的形式编码一下，所以就变成这样：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

#### Payload ####

Payload 里面是 Token 的具体内容，这些内容里面有一些是标准字段，你也可以添加其它需要的内容。下面是标准字段：

*  iss：Issuer，发行者
 *  sub：Subject，主题
 *  aud：Audience，观众
 *  exp：Expiration time，过期时间
 *  nbf：Not before
 *  iat：Issued at，发行时间
 *  jti：JWT ID

比如下面这个 Payload ，用到了 iss 发行人，还有 exp 过期时间。另外还有两个自定义的字段，一个是 name ，还有一个是 admin 。

{
     "iss": "ninghao.net",
     "exp": "1438955445",
     "name": "wanghao",
     "admin": true
    }

使用 Base64 编码以后就变成了这个样子：

eyJpc3MiOiJuaW5naGFvLm5ldCIsImV4cCI6IjE0Mzg5NTU0NDUiLCJuYW1lIjoid2FuZ2hhbyIsImFkbWluIjp0cnVlfQ

#### Signature ####

JWT 的最后一部分是 Signature ，这部分内容有三个部分，先是用 Base64 编码的 header.payload ，再用加密算法加密一下，加密的时候要放进去一个 Secret ，这个相当于是一个密码，这个密码秘密地存储在服务端。

*  header
 *  payload
 *  secret

var encodedString = base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload); 
    HMACSHA256(encodedString, 'secret');

处理完成以后看起来像这样：

SwyHTEx_RQppr97g4J5lKXtabJecpejuef8AqKYMAJc

最后这个在服务端生成并且要发送给客户端的 Token 看起来像这样：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJpc3MiOiJuaW5naGFvLm5ldCIsImV4cCI6IjE0Mzg5NTU0NDUiLCJuYW1lIjoid2FuZ2hhbyIsImFkbWluIjp0cnVlfQ.SwyHTEx_RQppr97g4J5lKXtabJecpejuef8AqKYMAJc

客户端收到这个 Token 以后把它存储下来，下回向服务端发送请求的时候就带着这个 Token 。服务端收到这个 Token ，然后进行验证，通过以后就会返回给客户端想要的资源。

## 相关链接 ##

*  [http://jwt.io/][http_jwt.io]
 *  [https://github.com/firebase/php-jwt][https_github.com_firebase_php-jwt]
 *  [https://scotch.io/tutorials/the-anatomy-of-a-json-web-token][https_scotch.io_tutorials_the-anatomy-of-a-json-web-token]
 *  [https://github.com/auth0/jwt-decode][https_github.com_auth0_jwt-decode]

## 相关课程 ##

1.  《[JWT：JSON Web Token][JWT_JSON Web Token]》
2.  《[Node.js：基于 Token 的身份验证][Node.js_ Token]》
3.  《[WordPress 开发：身份验证][WordPress]（JWT）》
4.  《[微信小程序：应用后台\_\_身份验证 \#3][_3]》

[http_jwt.io]: http://jwt.io/
[https_github.com_firebase_php-jwt]: https://github.com/firebase/php-jwt
[https_scotch.io_tutorials_the-anatomy-of-a-json-web-token]: https://scotch.io/tutorials/the-anatomy-of-a-json-web-token
[https_github.com_auth0_jwt-decode]: https://github.com/auth0/jwt-decode
[JWT_JSON Web Token]: https://ninghao.net/course/5018
[Node.js_ Token]: https://ninghao.net/course/5037
[WordPress]: https://ninghao.net/course/5440
[_3]: https://ninghao.net/course/5509