常见的认证机制及JSON WEB TOKEN

GitHub：https://github.com/JDawnF

HTTP Basic Auth

HTTP Basic Auth简单点说明就是每次请求API时都提供用户的username和 password，简言之，Basic Auth是配合RESTful API 使用的最简单的认证方式，只需提供 用户名密码即可，但由于有把用户名密码暴露给第三方客户端的风险，在生产环境下被 使用的越来越少。因此，在开发对外开放的RESTful API时，尽量避免采用HTTP Basic Auth

Cookie Auth

Cookie认证机制就是为一次请求认证在服务端创建一个Session对象，同时在客户端 的浏览器端创建了一个Cookie对象;通过客户端带上来Cookie对象来与服务器端的 session对象匹配来实现状态管理的。默认的，当我们关闭浏览器的时候，cookie会被删除。但可以通过修改cookie 的expire time使cookie在一定时间内有效;

一般流程：

1、用户向服务器发送用户名和密码。

2、服务器验证通过后，在当前对话（session）里面保存相关数据，比如用户角色、登录时间等等。

3、服务器向用户返回一个 session_id，写入用户的 Cookie。

4、用户随后的每一次请求，都会通过 Cookie，将 session_id 传回服务器。

5、服务器收到 session_id，找到前期保存的数据，由此得知用户的身份。

OAuth

OAuth(开放授权)是一个开放的授权标准，允许用户让第三方应用访问该用户在 某一web服务上存储的私密的资源(如照片，视频，联系人列表)，而无需将用户名和 密码提供给第三方应用。

OAuth允许用户提供一个令牌，而不是用户名和密码来访问他们存放在特定服务提 供者的数据。每一个令牌授权一个特定的第三方系统(例如，视频编辑网站)在特定的时 段(例如，接下来的2小时内)内访问特定的资源(例如仅仅是某一相册中的视频)。这 样，OAuth让用户可以授权第三方网站访问他们存储在另外服务提供者的某些特定信 息，而非所有内容

下面是OAuth2.0的流程:

PS：OAuth2参照：OAUth2及实例

Token Auth

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

  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

  • 支持跨域访问: Cookie是不允许垮域访问的，这一点对Token机制是不存在的，前提是传输的用户认证信息通过HTTP头传输.

  • 无状态(也称:服务端可扩展行):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，只需要在客户端的cookie或本地介质存储 状态信息.

  • 更适用CDN: 可以通过内容分发网络请求你服务端的所有资料(如:javascript， HTML,图片等)，而你的服务端只要提供API即可.

  • 去耦: 不需要绑定到一个特定的身份验证方案。Token可以在任何地方生成，只要在 你的API被调用的时候，你可以进行Token生成调用即可.

  • 更适用于移动应用: 当你的客户端是一个原生平台(iOS, Android，Windows 8等) 时，Cookie是不被支持的(你需要通过Cookie容器进行处理)，这时采用Token认 证机制就会简单得多。

  • CSRF:因为不再依赖于Cookie，所以你就不需要考虑对CSRF(跨站请求伪造)的防 范。

  • 性能: 一次网络往返时间(通过数据库查询session信息)总比做一次HMACSHA256 计算 的Token验证和解析要费时得多.

  • 不需要为登录页面做特殊处理: 如果你使用Protractor 做功能测试的时候，不再需要 为登录页面做特殊处理.

  • 基于标准化:你的API可以采用标准化的 JSON Web Token (JWT). 这个标准已经存在多个后端库(.NET, Ruby, Java,Python, PHP)和多家公司的支持(如:Firebase,Google, Microsoft).

现在要求，用户只要在其中一个网站登录，再访问另一个网站就会自动登录，请问怎么实现？

一种解决方案是 session 数据持久化，写入数据库或别的持久层。各种服务收到请求后，都向持久层请求数据。这种方案的优点是架构清晰，缺点是工程量比较大。另外，持久层万一挂了，就会单点失败。

另一种方案是服务器索性不保存 session 数据了，所有数据都保存在客户端，每次请求都发回服务器。JWT 就是这种方案的一个代表。

JWT

JSON Web Token(JWT)是一个非常轻巧的规范。这个规范允许我们使用JWT在用户和服务器之间传递安全可靠的信息。JWT 的原理是，服务器认证以后，生成一个 JSON 对象，发回给用户。以后，用户与服务端通信的时候，都要发回这个 JSON 对象。服务器完全只靠这个对象认定用户身份。为了防止用户篡改数据，服务器在生成这个对象的时候，会加上签名。服务器就不保存任何 session 数据了，也就是说，服务器变成无状态了，从而比较容易实现扩展。

头部(Header)

头部用于描述关于该JWT的最基本的信息，例如其类型以及签名所用的算法等。这也可以 被表示成一个JSON对象。

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

在头部指明了签名算法是HS256算法。 我们进行BASE64编 码http://base64.xpcha.com/，编码后的字符串如下: eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9。

JDK 中提供了非常方便的 BASE64Encoder 和 BASE64Decoder，用它们可以非常方便的完成基于 BASE64 的编码和解码。

载荷(playload)

载荷就是存放有效信息的地方，即用来存放实际需要传递的数据。这个名字像是特指飞机上承载的货品，这些有效信息包含三个部分:

(1)标准中注册的声明(建议但不强制使用，JWT 规定了7个官方字段如下)

iss: jwt签发者

sub: jwt所面向的用户

aud: 接收jwt的一方

exp: jwt的过期时间，这个过期时间必须要大于签发时间

nbf: 定义在什么时间之前，该jwt都是不可用的.

iat: jwt的签发时间

jti: jwt的唯一身份标识，主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。

(2)公共的声明

公共的声明可以添加任何的信息，一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息。但不建议添加敏感信息，因为该部分在客户端可解密。

(3)私有的声明

私有声明是提供者和消费者所共同定义的声明，一般不建议存放敏感信息，因为base64 是对称解密的，意味着该部分信息可以归类为明文信息。

这个指的就是自定义的claim。比如前面那个结构举例中的admin和name都属于自定的 claim。这些claim跟JWT标准规定的claim区别在于:JWT规定的claim，JWT的接收方在 拿到JWT之后，都知道怎么对这些标准的claim进行验证(还不知道是否能够验证);而 private claims不会验证，除非明确告诉接收方要对这些claim进行验证以及规则才行。

定义一个payload:

 {"sub":"1234567890","name":"John Doe","admin":true}

然后将其进行base64加密，得到Jwt的第二部分：

 eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9

签证(signature)

jwt的第三部分是一个签证信息，这个签证信息由三部分组成:

header (base64后的) payload (base64后的) secret(加盐，即key)

这个部分需要base64加密后的header和base64加密后的payload使用.连接组成的字符串，然后通过header中声明的加密方式进行加盐secret组合加密，然后就构成了jwt的第三部分。

TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

将这三部分用 . 连接成一个完整的字符串(分为三部分，即上面的三个部分),构成了最终的jwt:

 eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

注意:

secret是保存在服务器端的，jwt的签发生成也是在服务器端的，secret就是用来进行jwt的签发和jwt的验证，所以，它就是你服务端的私钥，在任何场景都不应该流露出去。一旦客户端得知这个secret, 那就意味着客户端是可以自我签发jwt了。

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