Node.js使用jwt或session实现前后端身份认证

黑马程序员Node.js全套入门教程，nodejs最新教程含es6模块化+npm+express+webpack+promise等_Nodejs实战案例详解_哔哩哔哩_bilibili本套课程作为框架前置课，重点为学生铺垫 npm、包、模块化、身份认证、CORS 跨域等主要知识点，为学习后面的 Vue 课程夯实基础。同时，本课程涵盖了 MySQL 数据库、API 接口项目开发等后端内容，拓宽了学生的知识面，为前端学生构建了前后端完整的知识体系，助力学生更好地发展。https://www.bilibili.com/video/BV1a34y167AZ?p=76&spm_id_from=333.1007.top_right_bar_window_history.content.click八. 前后端身份认证

1. Web开发模式

（1）基于服务端渲染的传统Web开发模式：

• 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。
• 优点：前端耗时少、有利于SEO。
• 缺点：占用服务器端资源；不利于前后端分离，开发效率低。

（2）基于前后端分离的新兴Web开发模式：

• 后端只负责提供API接口，前端使用Ajax调用接口的开发模式。
• 优点：开发体验好、用户体验好、减轻了服务器端的渲染压力。
• 缺点：不利于SEO（解决方案：Vue、React提供的SSR技术）

2. 身份认证

通过一定的手段，完成对用户身份的确认。

• 身份认证的目的：确认当前声称为某种身份的用户，确实是该用户。
• 不同开发模式下的身份认证：
  • （1）服务器端渲染推荐用Session认证机制
  • （2）前后端分离推荐用JWT认证机制

3. Session认证机制

（1）Http协议的无状态性：

• 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。
• 如何突破HTTP无状态的限制：Cookie

（2）Cokkie：

• Cookie是存储在用户浏览器中一段不超过4KB的字符串，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。
• Cookie的特性：（1）自动发送（2）域名独立（3）过期时限（4）4KB限制
• Cookie在身份认证中的作用：
  • 客户端第一次请求服务器时，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时，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。

• Cookie不具有安全性：
  • 由于Cookie存储在浏览器中，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形式发送给浏览器。

（3）Session：

• Session：主要存放在服务器端，相对安全。结合cookie使用，灵活、兼容性好。
• sessionStorage：仅在当前会话下有效，关闭页面或浏览器后被清除。
• localStorage：永久保存，除非被主动清除。

（4）在Express中使用Session认证 ：

# 安装express-session中间件
npm install express-session

const express = require('express')
const app = express()

//1、导入session中间件
const session = require('express-session')
//2、配置session中间件
app.use(
  session({
    secret: 'song',  //secret属性的值可以为任意字符
    resave: false,   //固定写法
    saveUninitialized: true,  //固定写法
  })
)

app.use(express.static('./pages'))
app.use(express.urlencoded({ extended: false }))

//3、向session中存数据
// 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' })
  }
  //express-session中间件配置成功后，可以通过req.session访问和使用session对象
  req.session.user = req.body // 将用户信息存储到session中
  req.session.islogin = true // 将用户的登录状态存储到session中
  res.send({ status: 0, msg: '登录成功' })
})

//4、从session中取数据
// 获取用户姓名的接口
app.get('/api/username', (req, res) => {
  //判断用户是否登录
  if (!req.session.islogin) {
    return res.send({ status: 1, msg: 'fail' })
  }
  res.send({status: 0,msg: 'success',username: req.session.user.username})
})

//5、清空session
// 退出登录的接口
app.post('/api/logout', (req, res) => {
  //清空当前客户端对应的session信息
  req.session.destroy()
  res.send({status: 0,msg: '退出登录成功'})
})

app.listen(80, ()=>{console.log('Express server running at http://127.0.0.1:80')})

<！-- index.html -->

<！-- login.html -->

• （5）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时，需要做很多额外的配置。
• 当前端请求接口不存在跨域问题的时候，推荐使用Session身份认证机制。
• 当前端需要跨域申请后端接口的时候，不推荐使用Seesion身份认证机制，推荐使用JWT认证机制。
• 若服务器为分布式部署，需要做多机共享session机制，比较麻烦。
• 使用session的时候往往会进行数据库查询操作，消耗算力。

4. JWT认证机制

• JWT（JSON Web Token）：目前最流行的跨域认证解决方案，可以将各方信息作为JSON对象进行安全传输，信息经过数字签名可以被验证和信任。

• 工作原理：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。

• 组成部分：Header（头部）、Payload（有效荷载）、Signature（签名），三者之间使用英文的"."分隔。
  • 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。
• 在 Express 中使用JWT：Nodejs中利用Express创建Web服务器、编写接口_番大茄子的博客-CSDN博客
  • 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：
    • 当生成JWT字符串的时候，需要用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。
    • 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。

# 安装JWT相关的包：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
npm install jsonwebtoken express-jwt

const express=require('express');
const app=express();
// 允许跨域资源共享
const cors = require('cors')
app.use(cors())
// 解析 post 表单数据
app.use(express.urlencoded({ extended: false }))

//1、导入JWT相关包
const jwt=require('jsonwebtoken');
const expressJWT=require('express-JWT');
//2、定义secret密钥，建议将密钥命名为secretKey
const secretKey='songsong HaHa ^_^';

//3、注册将JWT字符串解析还原成JSON对象的中间件
//注意：只要配置成功了express-jwt这个中间件，就可以把解析出来的用户信息挂载到req.user属性上
app.use(expressJWT({secret:secretKey,algorithms:['HS256']}).unless({path:[/^\/api\//]}));

//登录接口
app.post('/api/login',function(req,res){
    const userinfo=req.body;
    //登录失败
    if(userinfo.username!=='admin'||userinfo.password!=='000000'){
        return res.send({status:400,message:'登录失败！'});
    }
    //登录成功：调用jwt.sign()方法生成JWT字符串，并通过token属性发送给客户端
    //参数1：用户的信息对象，参数2：加密的密钥，参数3：配置对象，可以配置当前token的有效期
    //记住：千万不要把密码加密到token字符串中！
    const tokenStr=jwt.sign({username:userinfo.username},secretKey,{expiresIn:'30s'});
    res.send({
        status:200,
        message:'登录成功!',
        token:tokenStr      //要发送给客户端的token字符串
    })
})

//这是一个有权限的API接口
app.get('/admin/getinfo',function(req,res){
    //使用req.user获取用户信息，并使用data属性将用户信息发送给客户端
    res.send({
        status:200,
        message:'获取用户信息成功！',
        data:req.user  //要发送给客户端的用户信息
    })
})

//使用全局错误处理中间件，捕获解析 JWT 失败后产生的错误
app.use((err, req, res, next) => {
    if (err.name === 'UnauthorizedError') {//错误是由token解析失败导致的
      return res.send({status: 401,message: '无效的token'});
    }
    //错误是由其他原因导致的
    res.send({status: 500,message: '未知的错误'});
})

app.listen(8888, function () {
    console.log('Express server running at http://127.0.0.1:8888')
})

• 在 Koa 中使用JWT：
  • Node.js中利用Koa创建Web服务器、编写接口_番大茄子的博客-CSDN博客

# 安装JWT相关的包：安装jsonwebtoken用于生成JWT字符串，安装koa-jwt实现各种高级功能
npm install jsonwebtoken koa-jwt

// index.js

const Koa = require('koa')
const app = new Koa()
const Router = require('koa-router')
const router = new Router() 
const usersRouter = new Router({ prefix: '/users'})
// MongoDB数据库User模型
const User = require('/models/users.js')
 
// 解析请求体
const bodyparser = require('koa-bodyparser')
app.use(bodyparser()) 

// 1、导入jsonwebtoken包
const jsonwebtoken = require('jsonwebtoken')
// 导入koa-jwt包
const jwt = require('koa-jwt')
// 2、定义jwt密钥
const secret='koa-jwt-secret'  

// 4、koa-jwt身份验证中间件
const auth=jwt({secret})
// 4、自己编写的jwt身份验证中间件
//const auth = async(ctx,next)=>{
//    const {authorization=''}=ctx.request.header
//    const token=authorization.replace('Bearer ','')
//    try {
//        // jwt身份验证
//        const user=jsonwebtoken.verify(token,secret)
//        ctx.state.user=user
//    } catch (error) {
//        ctx.throw(401,error.message)
//    }
//    await next()
//}

// 5、自己编写的jwt授权中间件：是否为自己本人（本人才可以修改和删除自己的信息）
const checkOwner = async(ctx,next){
    if(ctx.params.id!==ctx.state.user._id){
        ctx.throw(403,'无权限')
    }
    await next()
}

// 首页
router.get('/', (ctx) => {
    ctx.body = '
Home Page
'
})
// 用户列表
usersRouter.get('/', auth, (ctx) => { 
    ctx.body = await User.find()
})
// 查询某一用户
usersRouter.get('/:id', (ctx) => { 
    const user = await User.findById(ctx.params.id)
    if (!user) {
       ctx.throw(404, '用户不存在')
    }
    ctx.body = user
})
// 注册：添加一用户，用户名不能重复
usersRouter.post('/', (ctx) => { 
    // 参数校验
    ctx.verifyParams({
        name: {
             type: 'string',
             required: true
        },
        password: {
             type: 'string',
             required: true
        }
    })
    // 唯一性检验
    const { name } = ctx.request.body
    const repeatedUser = await User.findOne({ name })
    // 409表示冲突
    if (repeatedUser) {
        ctx.throw(409, '用户名已存在')
    }
    const user = await new User(ctx.request.body).save()
    ctx.body = user    
})
// 修改一用户
usersRouter.patch('/:id', auth, checkOwner, (ctx) => { 
        // 参数校验
        ctx.verifyParams({
            name: {
                type: 'string',
                required: false
            },
            password: {
                type: 'string',
                required: false
            }
        })
        const user = await User.findByIdAndUpdate(ctx.params.id, ctx.request.body)
        if (!user) {
            ctx.throw(404, '用户不存在')
        }
        ctx.body = user
})
// 删除一用户
usersRouter.delete('/:id', auth, checkOwner, (ctx) => { 
        const user = await User.findByIdAndRemove(ctx.params.id, ctx.request.body)
        if (!user) {
            ctx.throw(404, '用户不存在')
        }
        ctx.status = 204 // No content
})
// 登录：将用户信息存入token中
usersRouter.post('/login', (ctx) => { 
        ctx.verifyParams({
            name: {
                type: 'string',
                required: true
            },
            password: {
                type: 'string',
                required: true
            }
        })
        const user=await User.findOne(ctx.request.body)
        if(!user){ctx.throw(401,'用户名或密码不正确')}
        // 3、jwt身份认证，获取token
        const { _id, name } = user
        // {_id, name}为要传输的内容
        // secret是jwt加密使用的密钥
        // {expiresIn:'1d'}表示过期时间为一天
        const token=jsonwebtoken.sign({_id, name},secret,{expiresIn:'1d'}) 
        ctx.body={token}
})

// 注册路由中间件
app.use(router.routes())
app.use(usersRouter.routes())
app.use(usersRouter.allowedMethods())

app.listen(3000)