發(fā)展史

1、很久很久以前，Web 基本上就是文檔的瀏覽而已， 既然是瀏覽，作為服務(wù)器， 不需要記錄誰在某一段時(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， 就是請(qǐng)求加響應(yīng)，  尤其是我不用記住是誰剛剛發(fā)了HTTP請(qǐng)求，   每個(gè)請(qǐng)求對(duì)我來說都是全新的。這段時(shí)間很嗨皮

2、但是隨著交互式Web應(yīng)用的興起，像在線購(gòu)物網(wǎng)站，需要登錄的網(wǎng)站等等，馬上就面臨一個(gè)問題，那就是要管理會(huì)話，必須記住哪些人登錄系統(tǒng)，  哪些人往自己的購(gòu)物車中放商品，  也就是說我必須把每個(gè)人區(qū)分開，這就是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)，因?yàn)镠TTP請(qǐng)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(huì)話標(biāo)識(shí)(session id), 說白了就是一個(gè)隨機(jī)的字串，每個(gè)人收到的都不一樣，  每次大家向我發(fā)起HTTP請(qǐng)求的時(shí)候，把這個(gè)字符串給一并捎過來， 這樣我就能區(qū)分開誰是誰了

3、這樣大家很嗨皮了，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，而服務(wù)器要保存所有人的session id ！  如果訪問服務(wù)器多了， 就得由成千上萬，甚至幾十萬個(gè)。

這對(duì)服務(wù)器說是一個(gè)巨大的開銷 ， 嚴(yán)重的限制了服務(wù)器擴(kuò)展能力， 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)，  那session id會(huì)保存在機(jī)器A上，  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？  機(jī)器B可沒有小F的 session id啊。

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

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

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

也嘗試把這個(gè)單點(diǎn)的機(jī)器也搞出集群，增加可靠性， 但不管如何， 這小小的session 對(duì)我來說是一個(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， 只讓每個(gè)客戶端去保存該多好？

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

嗯，對(duì)了，關(guān)鍵點(diǎn)就是驗(yàn)證 ！

比如說， 小F已經(jīng)登錄了系統(tǒng)， 我給他發(fā)一個(gè)令牌(token)， 里邊包含了小F的 user id， 下一次小F 再次通過Http 請(qǐng)求訪問我的時(shí)候， 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， 任何人都可以可以偽造，  所以我得想點(diǎn)兒辦法， 讓別人偽造不了。

那就對(duì)數(shù)據(jù)做一個(gè)簽名吧， 比如說我用HMAC-SHA256 算法，加上一個(gè)只有我才知道的密鑰，  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 ，   由于密鑰別人不知道， 就無法偽造token了。

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，對(duì)數(shù)據(jù)再計(jì)算一次簽名， 和token 中的簽名做個(gè)比較， 如果相同， 我就知道小F已經(jīng)登錄過了，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， 我就告訴發(fā)送者： 對(duì)不起，沒有認(rèn)證。

Token 中的數(shù)據(jù)是明文保存的（雖然我會(huì)用Base64做下編碼， 但那不是加密）， 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。

當(dāng)然， 如果一個(gè)人的token 被別人偷走了， 那我也沒辦法， 我也會(huì)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。

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

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

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

cookie由服務(wù)器生成，發(fā)送給瀏覽器，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)，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是存在客戶端上的，所以瀏覽器加入了一些限制確保cookie不會(huì)被惡意使用，同時(shí)不會(huì)占據(jù)太多磁盤空間，所以每個(gè)域的cookie數(shù)量是有限的。

Session

session 從字面上講，就是會(huì)話。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？對(duì)方肯定有某種特征（長(zhǎng)相等）表明他就是張三。

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

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，用戶離開網(wǎng)站后session會(huì)被銷毀。這種用戶信息存儲(chǔ)方式相對(duì)cookie來說更安全，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。

Token

在Web領(lǐng)域基于Token的身份驗(yàn)證隨處可見。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。

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.無狀態(tài)、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

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

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，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，這種無狀態(tài)意味著程序需要驗(yàn)證每一次請(qǐng)求，從而辨別客戶端的身份。

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

下圖展示了基于服務(wù)器驗(yàn)證的原理

隨著Web，應(yīng)用程序，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題。尤其是在可擴(kuò)展性方面。

基于服務(wù)器驗(yàn)證方式暴露的一些問題

1.Seesion：每次認(rèn)證用戶發(fā)起請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器需要去創(chuàng)建一個(gè)記錄來存儲(chǔ)信息。當(dāng)越來越多的用戶發(fā)請(qǐng)求時(shí)，內(nèi)存的開銷也會(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，伴隨而來的是可擴(kuò)展性問題。

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)讓人頭疼的問題。在使用Ajax抓取另一個(gè)域的資源，就可以會(huì)出現(xiàn)禁止請(qǐng)求的情況。

4.CSRF(跨站請(qǐng)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(qǐng)求偽造的攻擊，并且能夠被利用其訪問其他的網(wǎng)站。

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

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。

這種概念解決了在服務(wù)端存儲(chǔ)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。

基于Token的身份驗(yàn)證的過程如下:

1.用戶通過用戶名和密碼發(fā)送請(qǐng)求。

2.程序驗(yàn)證。

3.程序返回一個(gè)簽名的token 給客戶端。

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

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

 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)求無狀態(tài)。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(qǐng)求。需要主要的是，在ACAO頭部標(biāo)明(designating)*時(shí)，不得帶有像HTTP認(rèn)證，客戶端SSL證書和cookies的證書。

  實(shí)現(xiàn)思路：

1.用戶登錄校驗(yàn)，校驗(yàn)成功后就返回Token給客戶端。

2.客戶端收到數(shù)據(jù)后保存在客戶端

3.客戶端每次訪問API是攜帶Token到服務(wù)器端。

4.服務(wù)器端采用filter過濾器校驗(yàn)。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，我們便能通過這個(gè)Token做許多的事情。

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)

無狀態(tài)、可擴(kuò)展

在客戶端存儲(chǔ)的Tokens是無狀態(tài)的，并且能夠被擴(kuò)展?；谶@種無狀態(tài)和不存儲(chǔ)Session信息，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，則每次請(qǐng)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)。用戶量大時(shí)，可能會(huì)造成

 一些擁堵。

但是不要著急。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。

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)。即使在客戶端使用cookie存儲(chǔ)token，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，讓我們少了對(duì)session操作。 

token是有時(shí)效的，一段時(shí)間之后用戶需要重新驗(yàn)證。我們也不一定需要等到token自動(dòng)失效，token有撤回的操作，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。

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，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。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)。

使用tokens時(shí)，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)，我們可以通過建立自己的API，得出特殊權(quán)限的tokens。

多平臺(tái)跨域

我們提前先來談?wù)撘幌翪ORS(跨域資源共享)，對(duì)應(yīng)用程序和服務(wù)進(jìn)行擴(kuò)展的時(shí)候，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(qǐng)求到。

          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)。我們?cè)诤罄m(xù)的文章中會(huì)進(jìn)行更加詳盡的描述，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。它支持眾多的語言。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。