1.6 前后端身份认证
Web开发模式
目前主流的Web开发模式有两种，分别是：
- 基于服务端渲染的传统Web开发模式，
- 基于前后端分离的新型Web开发模式；
服务端渲染
1、服务端渲染的Web开发模式
服务端渲染的概念：服务器发送给客户端的 HTML页面，是在服务器通过字符串的拼接，动态生成的。因此，客户端不需要使用Ajax这样的技术额外请求页面的数据。代码示例如下：
2、服务端渲染的优缺点
优点：
①==前端耗时少。因为服务器端负责动态生成HTML内容，浏览器只需要直接渲染页面即可。尤其是移动端，更省电。
②有利于SEO。因为服务器端响应的是完整的HTML页面内容，所以爬虫更容易爬取获得信息，更有利于SEO。
缺点：
①占用服务器端资源。即服务器端完成HTML页面内容的拼接，如果请求较多，会对服务器造成一定的访问压力。
②不利于前后端分离，开发效率低。==使用服务器端渲染，则无法进行分工合作，尤其对于前端复杂度高的项目，不利于项目高效开发。
前后端分离
前后端分离的概念:前后端分离的开发模式，依赖于Ajax 技术的广泛应用。简而言之，前后端分离的Web开发模式.就是后端只负责提供API接口，前端使用Ajax调用接口的开发模式。
2、前后端分离的优缺点
优点:
①开发体验好。 前端专注于UI页面的开发，后端专注于api的开发，且前端有更多的选择性。
②用户体验好。 Ajax技术的广泛应用，极大的提高了用户的体验，可以轻松实现页面的局部刷新。
③减轻了服务器端的渲染压力。 因为页面最终是在每个用户的浏览器中生成的。
缺点：
①==不利于SEO。==因为完整的HTML页面需要在客户端动态拼接完成，所以爬虫对无法爬取页面的有效信息。(解决方案:利用Vue、React等前端框架的SSR (server side render）技术能够很好的解决SEO问题! )
如何选择Web开发模式
不谈业务场景而盲目选择使用何种开发模式都是耍流氓。
- 比如企业级网站，主要功能是展示而没有复杂的交互，并且需要良好的SEO，则这时我们就需要使用服务器端渲染；
- 而类似后台管理项目，交互性比较强，不需要考虑SEO，那么就可以使用前后端分离的开发模式。
另外，具体使用何种开发模式并不是绝对的，为了同时兼顾了首页的渲染速度和前后端分离的开发效率，一些网站采用了首屏服务器端渲染＋其他页面前后端分离的开发模式。
身份认证
1、什么是身份认证
身份认证(Authentication)又称“身份验证”、“鉴权”，是指通过一定的手段，完成对用户身份的确认。
- 日常生活中的身份认证随处可见，例如:高铁的验票乘车，手机的密码或指纹解锁，支付宝或微信的支付密码等。
- 在Web开发中，也涉及到用户身份的认证，例如:各大网站的手机验证码登录、邮箱密码登录、二维码登录等。
2、为什么需要身份认证
身份认证的目的是为了确认当前所声称为某种身份的用户，确实是所声称的用户。
例如：你去找快递员取快递，你怎么证明这快递是你的？
3、不同开发模式如何选择身份认证
对于服务端渲染和前后端分离这两种开发模式来说，分别有着不同的身份认证方案:
- 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
Session认证机制
1.HTTP协议的无状态性
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
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、使用范田的可选属性组成。
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。
Cookie的4大特性：
- 自动发送
- 域名独立
- 过期时限
- 4KB限制
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
为了防止客户伪造会员卡,收银员在拿到客户出示的会员卡之后，可以在收银机上进行刷卡认证。只有收银机确认存在的会员卡，才能被正常使用。
7、Session的工作原理
在Express中使用Session认证
1、安装express-session中间件
在Express项目中，只需要安装express-session中间件，即可在项目中使用Session认证：
npm install express-session
2、配置express-session中间件
express-session中间件安装成功之后，需要通过app.use()来注册session中间件，示例代码如下：
3、向session中存数据
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，从而储存用户的关键信息。
4、从session中取数据
可以直接从 req.session对象上获取之前存储的数据，示例代码如下：
5、清空session
调用 req.session.destroy()函数，即可清空服务器保存的session信息。
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、JWT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。
3、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)。
三证之间都使用英文的 “ . ” 分割，格式如下：
Header.Payload.Signature
4、JWT的三个部分各自代表的含义
JWT的三个组成部分，从前到后分别是Header、Payload、 Signature。
其中：
●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:
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 install jsonwebtoken express-jwt
其中
jsonwebtoken 用于生成JWT字符串
express-jwt 用于将字符串解析还原成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：
3、定义secret密钥
为了保证JWT字符串的安全性,防止JWT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：
① 当生成JWT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JWT字符串。
② 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。
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：
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；
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JWT字符串中解析出来的用户信息了，示例代码如下:
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：
