Node.js中前后端的的身份认证-session认证-jwt认证

一、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

一.Session认证机制

1.HTTP协议的无状态性
指的是客户端每次HTTP请求都是独立的，连续多个请求之间没有直接的联系，服务器不会主动保留每次http请求的状态。

2.如何突破http无状态限制
Cookie可以帮助浏览器突破http无状态限制

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。他由一个名称，一个值和其他几个用于控制Cookie有效期、安全性、适用范围的可选属性组成。
不同域名下的ookie各自独立，每当客户端发起请求，会自动把当下域名下的所有未过期的Cooie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.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，服务器即可验证客户端的身份。

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，不具备安全性，因此不建议服务器将重要的的隐私数据，通过cookie的形式发送给浏览器千万不要使用Cookie存储重要且隐私的数据！比如用户的身份信息、密码。

1.Session的工作原理

在Express项目中使用session认证
安装express-session中间件

npm install express-session

2.配置express-session中间件

const express = require('express')
const app = express()
    //配置session中间件
const session = require('express-session')
    //托管静态界面
app.use(session({
        secret: 'itheima',
        resave: false,
        saveUninitialized: true,

    }))

3.向session中存数据

用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: '登录失败' })
        }
        //登录成功后的用户信息，保存到Session中
        //只有成功配置了express-session这个中间件之后，才能通过req点出来session这个属性
    req.session.user = req.body//用户的信息
    req.session.islogin=true//用户的登录状态
        res.send({ status: 0, msg: '登录成功' })
    })

4.从session中取数据

//向session中取数据
app.get('/api/username', (req, res) => {
        //判断用户是否登录
        if (!res.session.islogin) {
            return res.send({ status: 1, msg: 'fail' })
        }
        res.send({
            status: 0,
            msg: 'success',
            username: req.session.user.username
        })
    })

5.清空session

调用req.session.destroy()函数，即可清空服务器保存的session信息，用户希望退出登录的时候，需要清空当前客户端对应的session信息。

//退出登录的接口
app.post('api/logout', (req, res) => {
        //清空session信息
        req.session.destroy()
        res.send({
            status: 0,
            msg: '退出登录成功'
        })
    })

三、JWT认证机制

1.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
情况区分：

• 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

1.JWT工作原理

JWT是目前最流行的跨域认证解决方案。

用户的信息通过Token字符串的形式，保存在用户浏览器中。服务器通过还原Token字符串的形式来认证用户的身份。

2.JWT的组成部分

Header(头部)，Payload(有效荷载），Signature(签名)
三者之间均使用英文的‘ . ’号分搁：Header.Payload,Signature

三部分的含义

• 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，只是为了保证Token的安全性
  

3.jwt的使用方式

客户端收到服务器返回的JWT之后，通常会将他储存在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，推荐做法是，把JWT放在http请求头的Authorization字段中，格式如下

安装JWT相关的包
运行指令 npm install jsonwebtoken [email protected]

• 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
  使用require（）函数导入：

    //导入生成JWT字符串的包
const jwt = require('jsonwebtoken')
    //2.导入用于客户端发送过来的JWT字符串，解析还原成JSON字符串
const expressJWT = require('express-jwt')

4.定义secret秘钥

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加密和解密的secret秘钥

1. 当生成JWT字符串的时候，需要使用secret秘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秘钥进行解密。

3. secret秘钥本质就是一个字符串，定义的代码：const secretKey = 'itheima 111'

5 .登陆成功后生成JWT字符串

调用jsonwebtoken包中提供的sign（）方法，将用户信息加密成jwt字符串，响应给客户端。

app.post('/api/login', (req, res) => {
    //将req.body请求体中的数据，转存为userinfo常量
    const userinfo = req.body
        //登录失败
    if (userinfo.username !== 'admin' || userinfo.password != '00000') {
        return res.send({
            status: 400,
            mesage: '登录失败'
        })
    }
    //登陆成功
    //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：加密的秘钥
    //参数3：配置对象，可以配置当前token的有效期
    const tokenStr = jwt.sign({ username: userinfo.username }, secretKey, { expiresIn: '30h' })
    res.send({
        status: 200,
        message: '登录成功',
        token: tokenStr //要发送给客户端的token字符串
    })
})

6.将JWT字符串还原成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。
代码如下：

//注册将JWT字符串解析还原成JSON对象的中间件,unless()里面的以/api开头的路径是不需要访问权限的
app.use(expressJWT({ secret: secretKey }).unless({ path: [/^\/api\//] }))

7.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jwt字符串中解析出来的用户信息了，

app.get('/admin/getinfo', (req, res) => {
    console.log(req.user);
    res.send({
        status: 200,
        message: '获取用户信息成功'，
        data: req.user
    })
})

8.捕获解析JWT失败后产生的错误.

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。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。

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