【nodejs】前后端身份认证

前后端身份认证

一、web开发模式

服务器渲染，前后端分离。

不同开发模式下的身份认证：

服务端渲染推荐使用Session认证机制
前后端分离推荐使用JWT认证机制

二、session认证机制

1.HTTP协议的无状态性

了解HTTP协议的无状态性是进一步学习Session认证机制的必要前提。
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。

2、如何突破HTTP无状态的限制

对于超市来说，为了方便收银员在进行结算时给VIP用户打折，超市可以为每个VIP用户发放会员卡。

注意:现实生活中的会员卡身份认证方式，在 Web开发中的专业术语叫做Cookie。

3、什么是Cookie

Cookie是存储在用户浏览器中的一段不超过4KB的字符串。它由一个名称(Name)、一个值(Value)和其它几个用于控制Cookie有效期、安全性、使用范围的可选属性组成。
不同域名下的Cookie 各自独立，每当客户端发起请求时，会自动把当前域名下所有未过期的Cookie一同发送到服务器。

4、Cookie在身份认证中的作用

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。

5、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。

6、提高身份认证的安全性

7、Session的工作原理

三、在Express中使用Session认证

配置express-session中间件，并注册为全局中间件

// 1、导入session中间件
var session = require('express-session')

// 2、配置Session 中间件
app.use(session({
    secret: 'keyward cat', // secret 属性的值可以为任意字符串
    resave: false, // 固定写法
    saveUninitialized: true, // 固定写法
}))

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;

// 登录的API接口
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'})
    }
    
    res.session.user = req.body // 将用户的信息，存储到Session中
    res.session.islogin = true // 将用户的登录转筒，存在Session中
    
    res.send({ status: 0, msg: '登录成功'})
})

1、从Session中获取数据

直接从req.session中获取即可

2、清空对应的Session信息

调用 req.session.destroy() 函数，即可清空服务器保存的session信息。

四、JWT认证机制

1、了解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、什么是JWT

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

3、JWT的工作原理

总结:用户的信息通过Token字符串的形式，保存在客户端浏览器中。服务器通过还原Token字符串的形式来认证用户的身份。

4、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，格式如下:

Header.Payload.Signature

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。
Header和Signature是安全性相关的部分，只是为了保证Token的安全性。

5、JWT的使用方式

客户端收到服务器返回的JWT之后，通常会将它储存在localStorage或sessionStorage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>

五、在Express中使用JWT

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 i jsonwebtoken express-jwt

其中：

jsonwebtoken用于生成JWT字符串
express-jwt用于将JWT字符串解析还原成JSON对象

2、导入JWT相关的包

使用require()函数，分别导入JWT相关的两个包：

// 1、导入用于生成JWT字符串的包
const jwt = require('jsonwebtoken')
// 2、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秘钥

为了保证WT字符串的安全性，防止WT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和解密的secret密钥:

当生成WT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WT字符串
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

// 3、secret秘钥的本质：就是一个字符串
const secretKey = 'wangxiaomengdream'

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) {
    // ...
    // 用户登录成功之后，生成JWT字符串，通过token属性响应给客户端
    res.send({
        status: 200,
        message: '登录成功'，
        // 调用jwt.sign()生成JWT字符串，三个参数分别是：用户信息对象，加密秘钥，配置对象
        token: jwt.sign({username:userinfo.username}, secretKey, {expiresIn: '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:

// 注册将JWT字符串解析还原成JSON对象的中间件
// 配置成功后就会把解析出来的用户信息挂在到req.user属性上。
app.use(expressJWT({secret: secretKey}).unless({path:[/^\/api\//]}))

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WT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
    })
})

7、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Token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) => {
    // 这次错误是由token解析失败导致的
    if (err.name === 'UnauthorizedError') {
        return res.send({
            status: 401,
            message: '无效的token'
        })
    }
    
    res.send({
        status: 500,
        message: '未知的错误',
    })
})