1、美好的旧时光

我经常怀念三十年前那美好的旧时光, 工作很轻松, 生活很悠闲。

上班的时候偶尔有些HTTP的请求发到我这里, 我简单的看一下, 取出相对应的html文档,图片,发回去就可以了, 然后就可以继续喝茶聊天。

我的创造者们对我很严格, 他们制定的一个简单HTTP协议, 就是请求加响应, 尤其是我不用记住是谁刚刚发了HTTP请求, 每个请求对我来说都是全新的!

邮件服务器很羡慕我, 他说:老弟,你的生活太惬意了, 哪像我, 每次有人从客户端访问邮箱, 我都得专门给他建立一个会话, 来处理他发的消息, 你倒好, 完全不用管理会话。

这是由应用的特性决定的, 如果邮件服务器不管理会话, 那多个人之间的邮件消息就会完全混到一起了, 乱作一团了。

而30年前的Web 基本上就是文档的浏览而已, 既然是浏览,我作为一个服务器, 为什么要记住谁在一段时间里都浏览了什么文档呢?

2、Session

但是好日子没持续多久, 很快大家就不满足于静态的Html 文档了, 交互式的Web应用开始兴起, 尤其是论坛, 在线购物等网站。

我马上就遇到了和邮件服务器一样的问题, 那就是必须管理会话,必须记住哪些人登录系统, 哪些人往自己的购物车中放了商品, 也就是说我必须把每个人区分开。

这对我来说是个不小的挑战, 由于HTTP协议的无状态特性, 我必须加点小手段,才能完成会话管理。

我想出的办法就是给大家发一个会话标识(session id), 说白了就是一个随机的字符串,每个人收到的都不一样, 每次大家向我发起HTTP请求的时候,把这个字符串给一并捎过来, 这样我就能区分开谁是谁了。

3、沉重的负担

大家都很高兴, 可是我就不爽了。

每个人只需要保存自己的session id,而我需要保存所有人的session id ! 如果访问我的人多了, 就得由成千上万,甚至几十万个。

这对我来说是一个巨大的开销 , 严重的限制了我的扩展能力, 比如说我用两个机器组成了一个集群, 小F通过机器A登录了系统, 那session id会保存在机器A上, 假设小F的下一次请求被转发到机器B怎么办? 机器B可没有小F的 session id啊。

有时候我会采用一点小伎俩: session sticky , 就是让小F的请求一直粘连在机器A上, 但是这也不管用, 要是机器A挂掉了, 还得转到机器B去。

那我只好做session 的复制了, 把session id 在两个机器之间搬来搬去, 快累死了。

img

后来有个叫Memcached的给我支了招: 把session id 集中存储到一个地方, 所有的机器都来访问这个地方的数据, 这样一来,就不用复制了, 但是增加了单点失败的可能性, 要是那个负责session 的机器挂了, 所有人都得重新登录一遍, 估计得被人骂死。

img

我也尝试把这个单点的机器也搞出集群,增加可靠性, 但不管如何, 这小小的session 对我来说是一个沉重的负担。

4、时间换空间

这几天的晚上我一直在思考, 我为什么要保存这可恶的session呢, 只让每个客户端去保存该多好?

可是如果我不保存这些session id , 我怎么验证客户端发给我的session id 的确是我生成的呢? 如果我不去验证,我都不知道他们是不是合法登录的用户, 那些不怀好意的家伙们就可以伪造session id , 为所欲为了。

嗯,对了,关键点就是验证 !

比如说, 小F已经登录了系统, 我给他发一个令牌(token), 里边包含了小F的 user id, 下一次小F 再次通过Http 请求访问我的时候, 把这个token 通过Http header 带过来不就可以了。

不过这和session id没有本质区别啊, 任何人都可以可以伪造, 所以我得想点儿办法, 让别人伪造不了。

那就对数据做一个签名吧, 比如说我用HMAC-SHA256 算法,加上一个只有我才知道的密钥, 对数据做一个签名, 把这个签名和数据一起作为token , 由于密钥别人不知道, 就无法伪造token了。

img

这个token 我不保存, 当小F把这个token 给我发过来的时候,我再用同样的HMAC-SHA256 算法和同样的密钥,对数据再计算一次签名, 和token 中的签名做个比较, 如果相同, 我就知道小F已经登录过了,并且可以直接取到小F的user id , 如果不相同, 数据部分肯定被人篡改过, 我就告诉发送者: 对不起,没有认证。

img

Token 中的数据是明文保存的(虽然我会用Base64做下编码, 但那不是加密), 还是可以被别人看到的, 所以我不能在其中保存像密码这样的敏感信息。

当然, 如果一个人的token 被别人偷走了, 那我也没办法, 我也会认为小偷就是合法用户, 这其实和一个人的session id 被别人偷走是一样的。

这样一来, 我就不保存session id 了, 我只是生成token , 然后验证token , 我用我的CPU计算时间获取了我的session 存储空间 !

解除了session id这个负担, 可以说是无事一身轻, 我的机器集群现在可以轻松地做水平扩展, 用户访问量增大, 直接加机器就行。 这种无状态的感觉实在是太好了!

​ cookie 是一个非常具体的东西,指的就是浏览器里面能永久存储的一种数据,仅仅是浏览器实现的一种数据存储功能。 cookie由服务器生成,发送给浏览器,浏览器把cookie以kv形式保存到某个目录下的文本文件内,下一次请求同一网站时会把该 cookie发送给服务器。由于cookie是存在客户端上的,所以浏览器加入了一些限制确保cookie不会被恶意使用,同时不会占据太多磁 盘空间,所以每个域的cookie数量是有限的。

Session

​ session 从字面上讲,就是会话。这个就类似于你和一个人交谈,你怎么知道当前和你交谈的是张三而不是李四呢?对方肯定有某种 特征(长相等)表明他就是张三。 session 也是类似的道理,服务器要知道当前发请求给自己的是谁。为了做这种区分,服务器就要给每个客户端分配不同的“身份标 识”,然后客户端每次向服务器发请求的时候,都带上这个“身份标识”,服务器就知道这个请求来自于谁了。至于客户端怎么保存这个 “身份标识”,可以有很多种方式,对于浏览器客户端,大家都默认采用 cookie 的方式。 服务器使用session把用户的信息临时保存在了服务器上,用户离开网站后session会被销毁。这种用户信息存储方式相对cookie来说 更安全,可是session有一个缺陷:如果web服务器做了负载均衡,那么下一个操作请求到了另一台服务器的时候session会丢失

Token

基于Token的验证原理

基于Token的身份验证是无状态的,我们不将用户信息存在服务器或Session中。

这种概念解决了在服务端存储信息时的许多问题

  NoSession意味着你的程序可以根据需要去增减机器,而不用去担心用户是否登录。

基于Token的身份验证的过程如下:

1.用户通过用户名和密码发送请求。

2.程序验证。

3.程序返回一个签名的token 给客户端。

4.客户端储存token,并且每次用于每次发送请求。

5.服务端验证token并返回数据。

每一次请求都需要token。token应该在HTTP的头部发送从而保证了Http请求无状态。我们同样通过设置服务器属性Access-Control

Allow-Origin:* ,让服务器能接受到来自所有域的请求。需要主要的是,在ACAO头部标明(designating)*时,不得带有像HTTP认

证,客户端SSL证书和cookies的证书。

实现思路:

P_A_2_0K8_UC9_I3_IQYYI1.png

1.用户登录校验,校验成功后就返回Token给客户端。

2.客户端收到数据后保存在客户端

3.客户端每次访问API是携带Token到服务器端。

4.服务器端采用filter过滤器校验。校验成功则返回请求数据,校验失败则返回错误码

当我们在程序中认证了信息并取得token之后,我们便能通过这个Token做许多的事情。

我们甚至能基于创建一个基于权限的token传给第三方应用程序,这些第三方程序能够获取到我们的数据(当然只有在我们允许的特

定的token)

Tokens的优势

无状态、可扩展

在客户端存储的Tokens是无状态的,并且能够被扩展。基于这种无状态和不存储Session信息,负载负载均衡器能够将用户信息从一

个服务传到其他服务器上。

如果我们将已验证的用户的信息保存在Session中,则每次请求都需要用户向已验证的服务器发送验证信息(称为Session亲和性)。用

户量大时,可能会造成

一些拥堵。

但是不要着急。使用tokens之后这些问题都迎刃而解,因为tokens自己hold住了用户的验证信息。

安全性

请求中发送token而不再是发送cookie能够防止CSRF(跨站请求伪造)。即使在客户端使用cookie存储token,cookie也仅仅是一个存储

机制而不是用于认证。不将信息存储在Session中,让我们少了对session操作。

token是有时效的,一段时间之后用户需要重新验证。我们也不一定需要等到token自动失效,token有撤回的操作,通过token

revocataion可以使一个特定的token或是一组有相同认证的token无效。