【node.js】前后端的身份认证
一：web开发模式
1：基于服务端渲染的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。
app.get('/index.html', (req, res) => {
//要渲染的数据
const user = {
name: 'zhao',
age:20
}
//服务器端通过字符串的拼接，动态生成html内容
const html = '姓名：${user.name},年龄：${user.age}
'
// 把生成的页面内容响应给客户端，因此，客户端拿到的是带有真实数据的html页面
res.send(html)
})
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
2：前后端分离的web开发模式
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。
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！）
3：如何选择web开发模式
- 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。
二：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：不同开发模式下的身份认证
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：
① 服务端渲染推荐使用 Session 认证机制
② 前后端分离推荐使用 JWT 认证机制
3：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。
客户们办理了会员，第二次再去超市买东西时，假如不出示会员卡，问：收银员能否记住当前客户是否为VVIP会员吗？
答：当然是记不住的
所以…继续往后学
4：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。
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
4.1：什么是cookie
Cookie 是存储在用户浏览器中的一段不超过 4 KB 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。
控制台：application——>cookies（由键值组成）
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的几大特性：
① 自动发送
② 域名独立
③ 过期时限
④ 4KB 限制
4.2 ：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。
4.3：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。
千万不要用cookie存储重要且隐私的安全问题
5：session的认证机制
5.1：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。
会员卡+刷卡认证的设计理念，就是session 认证机制的精髓
5.2：session的工作原理
- 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
- 配置 express-session 中间件
express-session 中间件安装成功后，需要通过 app.use() 来注册 session 中间件，
//导入session中间件
const session=require('express-session')
//配置中间件
app.use(session({
secret:'zhao',//属性值可以为任意字符
resave:false,//固定写法
saveUninitialized:true //固定写法
}))
- 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，从而存储用户的关键信息：
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:'登陆失败'})
}
req.session.user=req.body //将用户的信息存储在session中
req.session.islogin=true //将用户登录状态，存储在session中
res.send({status:0,msg:'登陆成功'})
})
- 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，
app.get('/api/username',(req,res)=>{
//判断用户是否登录
if(!req.session.islogin){
return res.send({status:1,msg:'登陆失败'})
}
res.send({status:0,msg:'登陆成功',username:req.session.user.username})
- 清空 session
调用 req.session.destroy() 函数，即可清空服务器保存的 session 信息。
app.post('/api/logout',(req,res)=>{
//清空当前客户端对应的session
req.session.destroy()
res.send({
status:0,
msg:'退出登录成功'
})
})
6:JWT认证机制
6.1：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。
6.2：什么是JWT
JWT（英文全称：JSON Web Token）是目前最流行的跨域认证解决方案。
token：
cookie的数据，在跨域的情况下，不会自动携带
session会占用服务器端的资源，不支持跨域
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。
6.3：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）。
三者之间使用英文的“.”分隔，(只起分隔作用)
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。
header.Payload.Signature
姓名：zhao,
年龄：18，
性别：‘女’
-------------------用户信息加密以后，就是Payload 部分-------------------
阿巴阿巴阿巴阿巴阿巴啊（就是生成的token，代表你的信息，但你就是看不懂）
6.4：JWT 的使用
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，
//请求头的Authorization
Authorization:Bearer <token>
- 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
- 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
- 导入 JWT 相关的包
使用 require() 函数，分别导入 JWT 相关的两个包：
//导入用于生成JWT字符串的包
const jwt = require( ' jsonwebtoken ')
//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 ')
- 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
//secret密钥的本质:就是一个字符串
const secretKey = 'zhao -_-'
- 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( " lapi/login' , function( req, res){
//...省略登录失败情况下的代码
//用户登录成功之后，生成JMT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、加密密钥、配置对象
token: jwt.sign({ username: userinfo.username }， secretKey，{ expiresIn: '30s' })10}
})
- 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：
//使用app.use(）来注册中间件
//expressJMT({ secret: secretKey })就是用来解析Token的中间件
//.unless({ path: [ /A\/api\//]})用来指定哪些接口不需要访问权限
app.use(expressJwT({ secret: secretKey }).unless({ path: [ /^\/api\//] }))
- 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：
//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
})
})
- 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) =>{
//token 解析失败导致的错误
if(err.name === 'UnauthorizedError '){
return res.send({
status: 401，message: '无效的token'
})
}
//其它原因导致的错误
res.send({ status: 500，message: '未知错误·})
}