Python接口自动化 ❀ 详解 Cookie-Session登录验证 的工作原理
Python接口自动化 ❀ 详解 Cookie-Session登录验证 的工作原理
- 前言
- 1、Cookie&Session
-
- ❀ 为什么不能单独使用Cookie？
- ❀ Session是如何与Cookie结合的？
- 2、Cookie&Session的缺陷
-
- ❀ 存储问题
- ❀CSRF问题
- 3、session和cookie的区别与联系
前言
目前绝大多数的系统都少不了登录验证的功能，这主要是为了保存用户的状态，以此来限制用户的各种行为，从而方便有效的控制用户的权限。比如一个用户登录微博、发布、关注、评论等操作都应是在登录后的用户状态下进行的。
实现验证登录的功能主要有Cookie&Session、JWT两种方式，这一节我们将先对Cookie&Session的工作原理做详细的介绍。
1、Cookie&Session
我们知道，HTTP是无状态的。也就是说，HTTP请求方和响应方之间无法维持状态，都是一次性的，它不知道前后的请求都发生了什么。但有的场景下，我们需要维护状态。最典型的，一个用户登录微博，发布、关注、评论都应该是在登录后的用户状态下才能完成的。
这时候就可以引入Cookie&Session来保存用户的登录状态。
本篇文章主要介绍使用Cookie-Session来做登录验证的工作原理。
❀ 为什么不能单独使用Cookie？
Cookie是存放在浏览器中的，可以在浏览器中打开控制台，选择应用，找到存储中的Cookie进行查看：
当客户端向服务端发送网络请求时浏览器会自动将Cookie添加到请求头中，这样服务端就能获取这个Cookie，如下：
知道了这个原理后，我们就可以想到，如果在用户登录系统时：客户端有用户的部分登录信息（比如username、id等）生成一个Cookie存放在浏览器中，那么在这之后的每一次网络请求都会自动携带上该Cookie。
之后让服务端根据请求中是否携带Cookie并且携带的Cookie中是否存在有效的username、id来判断用户是否已经登录过了，这样一来用户的登录状态不就被保存下来了吗？
回到上面我们提到的微博的例子，按照这种过程来说，当用户登录过后Cookie已经被保存，这时当用户进行发布、关注、评论等需要登录才能使用的操作时我们就能提前判断是否存在Cookie，如果存在并且Cookie中含有该用户的id，那么我们就可以允许该用户的这些操作（这些操作一般都是需要用户的id的，这时就可以从Cookie中进行获取）。相反的，如果Cookie不存在或者Cookie无效，那么就禁止该用户的这些操作。
说到这，你可能会问：既然一个Cookie就能实现我们想要的效果，那为何还要使用Session呢？
这是因为Cookie很容易被伪造！ 如果我们知道Cookie中存放的信息是username和id（就算不知道，也可以在登录后的网站请求的请求体中找到Cookie），那么我们完全可以在不登录的情况下手动向浏览器存储一个伪造的Cookie：
说到这，你应该就明白为什么不能单独使用Cookie了吧！
❀ Session是如何与Cookie结合的？
Session其实是基于Cookie实现的，并且Session存储在服务器的内存或者数据库中。
当用户登录成功时，使用Cookie&Session的登录验证会进行以下操作：
- 由服务端生成Session与SessionId；
Session一般是根据用户登录的信息，如用户名、id等进行生成。
如果把Session比作是一把锁，那么SessionId就相当于是这把锁的钥匙。
- 服务端将Session存储到内存或者数据库中；
- 服务端将SessionId存放到请求的响应头（respone对象）中的Set-Cookie字段中发送给客户端；
- 客户端收到Set-Cookie后会自动将Set-Cookie的值（也就是SessionId）存放到Cookie中；
- 之后的每次网络请求都会自动带上Cookie，也就是带上这个SessionId；
- 服务端收到后续请求时获取请求上的Cookie，也就是获取到的SessionId，然后通过SessionId查询并校验 服务端存储的Session，若校验成功说明这个SessionId有效则通过此次请求，反之则阻止此次请求。
2、Cookie&Session的缺陷
❀ 存储问题
为了保存用户的登录信息，我们需要为每一个登录的用户生成并存储Session，这势必就会造成以下问题：
- 如果Session存放到内存中，那么当服务端重启时，这些内存中的session都将被清除，那么所有用户的登录状态都将会过期，并且当用户量较大时，过多的内存占用也势必会影响服务端的性能。
- 如果Session存放到数据库中，虽然能够解决因服务端重启造成用户登录状态过期的问题，但当用户量较大时，对于这个数据库的维护也会变得相对困难。
- 如果前端页面中调用的接口来自两个服务器（也就是两套数据库），为了实现Session在两个服务器间共享通常会将 Session存放到一个单独的数据库中，这样就使得整个项目变得更为复杂也更加难以维护。
❀CSRF问题
CSRF全称为Cross-site request forgery即跨站请求伪造，使用Cookie进行验证的网站都会面临或大或小的CSRF威胁，我们以一个银行网站的例子来介绍CSRF的攻击原理：
假如一家银行网站A的登录验证采用的是Cookiessession，并且该网站上用以运行转账操作的Api地址为：http://vwww.grillbankapi.com/？account=AccoutName&amount=1000
api参数：account代表账户名，amount代表转账金额。
那么，一个恶意攻击者可以在另一个网站B上反之如下代码：
<img src="http://www.grillbankapi.com/?account=Ailjx&amount=1000">
注意：img 标签的src是网站A转账操作的api地址，并且参数account为Ailjx，amount为1000，也就是说这个api地址相当于是账户名为Ailjx转账1000时调用的api。
如果有账户名为Aijx的用户刚访问过网站A不久，登录信息尚未过期（网站A的Cookie存在且有效）。
那么当Ailjx访问了这个恶意网站B时，上面的img 标签将被加载，浏览器就会自动请求img 标签的src路由，也就是请求http://ww.grillbankapi.com/？account=Ailjx&amount=1000（我们将这个请求记为请求Q），并且因为Cookie存放在浏览器中且浏览器发送请求时会自动带上cookie，所以请求Q上就会自动携带Ailjx在网站A上的Cookie 凭证，结果就是这个请求0将会被通过，那么Aijx就会损失1000资金。
这种恶意的网址可以有很多种形式，藏身于网页中的许多地方。此外，攻击者也不需要控制放置恶意网址的网站。例如他可以将这种地址藏在论坛，博客等任何用户生成内容的网站中。这意味着如果服务端没有合适的防御措施的话，用户即使访问熟悉的可信网站也有受攻击的危险。
透过例子能够看出，攻击者并不能通过CSRF攻击来直接获取用户的账户控制权，也不能直接窃取用户的任何信息。他们能做到的，是欺骗用户浏览器，让其以用户的名义运行操作。
这些就是使用Cookie&session来做登录验证的问题所在，那么我们如何解决这些问题呢？这就需要引入JWT的概念，使用token来做登录验证，这些我们将在之后的文章中进行讲解。
3、session和cookie的区别与联系
两者的区别：在安全和性能方面考虑
1、cookie数据存放在客户端，session数据放在服务器上。
2、cookie不是很安全，别人可以分析存放在本地的cookie并进行cookie欺骗，考虑到安全应当使用session。
3、session会在一定时间内保存在服务器上，当访问增多，会比较占用你服务器的性能，考虑性能应当使用cookie。
4、不同浏览器对cookie的数据大小限制不同，个数限制也不相同。单个cookie保存的数据不能超过4K，很多浏览器都限制一个站点最多保存20个cookie。
5、可以考虑将登陆信息等重要信息存放为session，不重要的信息可以放在cookie中。
两者的联系：
1、都是用来记录用户的信息，以便让服务器分辨不同的用户。
2、可以搭配使用，但都有自己的使用局限，要考虑到安全和性能的问题。