身份认证相关内容

1.身份认证的概念

  • 身份认证又被称为鉴权，身份验证，是通过一定的手段，完成对用户身份的确认。

2.身份认证方案

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

3.Session认证机制

1.了解HTTP协议的无状态性

  • http协议的无状态性指的是客户端每次的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

简单来说就是，服务器并不会记录你的状态，比如你登录过一次，那么下次再起发起请求时还需要再次登录。

在我们Web开发中，利用Cookie突破Http无状态协议

2.什么是Cookie

Cookie是存储在用户浏览器中一段不超过4KB的字符串。它由一个名称(name)、一个值(value)和其他几个用于控制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

3.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

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4.Cookie不具有安全性

由于Cookie是存储在浏览器中，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。

5.提高身份认证的安全性

方法：客户端出示的Cookie后，在服务器端进行Cookie验证，通过了，才可以。这也是Session认证机制的精髓。

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6.Session的工作原理

一图来了解工作原理

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4.在Express中使用Session认证

1.安装

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npm i express-session

2.配置

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//导入安装的session模块
const session = require('express-session')
const app = express()

app.use(session({
    secret:'anything all can', //secret属性值可以是任意字符串
    resave:false, //固定写法
    saveUninitialized: true //固定写法
}))
  • secret: secret属性是一个必需的选项，用于签名session cookie。这个字符串应该是一个复杂的、随机的、且对于外部不可预测的值，以保证session数据的安全性。它作为加密cookie的密钥。您设置的'anything all can'仅作为一个示例，实际部署时应使用更安全的随机字符串。
  • resave: 设置为false意味着只有当session数据发生改变时，才会保存到session store中。如果设置为true，即使session数据没有变化，每次请求也会尝试保存session。设置为false可以减少不必要的I/O操作。
  • saveUninitialized: 当设置为true时，即使session数据没有被修改，也会在每个响应结束前保存未初始化的session。一个未初始化的session是指客户端新建立连接但尚未存储任何数据的session。这个选项通常在开发阶段开启，以确保新用户总是能获得一个session，但在生产环境中可能需要根据实际情况调整，因为它可能导致无用session的累积。

3.向session中存储数据

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//导入安装的session模块
const session = require('express-session')
const app = express()
//服务器实例上挂载session
app.use(session({
    secret:'anything all can', //secret属性值可以是任意字符串
    resave:false, //固定写法
    saveUninitialized: true //固定写法
}))


app.post('/api/user',function(req,res){
    //判断用户输入的信息是否正确
    if(req.body.username !=='admin' || req.body.password! == '123456'){
        res.send(status: 1+'登录失败，用户名或密码不正确')
    }
    
    //如果成功登录后把信息存储到session中
    req.session.user = req.body
    //存储用户登录状态
    req.session.islogin = true
    res.send(status: 0 +'登录成功')
})

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通过白框中的代码，将用户信息存入session中，req.session这个对象是在导入了express-session模块后才有的，.user是们自定义的一个属性。

4.从Session中取数据

可以从req.session对象上获取之前存储的数据

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//获取用户账号接口
app.get('/api/getUserName',(req,res)=>{
    //判断用户是否登录
    if(!req.session.islogin){
        return res.send('未登录')
    }
    red.send({
        status: 0,
        msg: '成功',
        username: req.session.user.username
    })
})

5.清空session

调用**req.session.destory()**函数即可

情景模拟：当用户退出登录时，清空session

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//退出接口
app.post('/api/logout',(req,res)=>{
    //清空session
    req.session.destory()
    res.send('退出成功')
})

5.JWT认证机制

  • JWT适用于跨域认证
  • JWT全称为JSON Web Token。

1.JWT工作原理

  • 核心：用户信息通过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。

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而Session是把客户信息存储在了服务器端

2.JWT的组成部分

  • JWT通常有三部分组成，分别是Header（头部）、Payload（有效载荷）、Signature（签名）
  • 三者之间通过.分割

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字符串示例：

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其中：

  • Payload部分是用户信息，加密之后生成的
  • Header和Signature是安全性相关部分，保证Token的安全性

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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:

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Authorization: Bearer <token>

6.在Express中使用JWT

1.安装

安装两个包，分别是：jsonwebtoken和express-jwt

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npm i 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
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const express = require('express')

const app = express()

//导入express-jwt
const expressJwt = require('express-jwt')
//导入jsonwebtoken
const jwt = require('jsonwebtoken')

//开启在80端口上的服务器
app.listen(80,()=>{
    console.log("开启了服务器");
})

2.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密钥：

  • 当生成JWT字符串的时候，需要使用密钥对用户的信息进行加密，最终得到加密好的jt字符串
  • 当把JWT字符串解析还原成JSON对象的时候，需要使用密钥进行解密
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//定义密钥
const secretKey = 'sadasdasdasda ^_^'//随便一个字符串，越是复杂越好

3.生成Token字符串

在登录成功之后，调用 jwt.sign() 方法生成 JWT 字符串。并通过 token 属性发送给客户端

该方法接收三个参数：

  • 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

下面是示例

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// 登录接口
app.post('/api/login', function (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 !== '000000') {
    return res.send({
      status: 400,
      message: '登录失败！',
    })
  }
// 记住：千万不要把密码加密到 token 字符中
  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
  })
})

4.将JWT字符串还原为JSON对象

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app.use(expressJWT({ secret: secretKey }).unless({ path: [/^\/api\//] }))
//通过正则表达式去匹配以api开头的接口

通过.unless方法可以指定不需要权限的接口，在访问有权限的接口时，需要携带tonken进行鉴权认证。通过才能够访问，而token就是我们自主操作加密生成的。

5.使用req.user获取用户信息

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

user属性上包含哪些信息，是我们在进行加密时决定的。

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const tokenStr = jwt.sign({ username: userinfo.username }, secretKey, { expiresIn: '30s' })

在上面这条加密代码中，我们把用户的username进行加密，那么在访问时，就只能获取username不会获取其他信息。expiresIn: '30s'指该token有效期时30s

6.JWT解析失败捕获错误

使用全局错误处理中间件，捕获解析 JWT 失败后产生的错误

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app.use((err,req,res,next)=>{
// 这次错误是由 token 解析失败导致的
    if(err.name =='UnauthorizedError' ){
        return res.send({
            status:401,
            msg:'无效的tonken'
        })else{
            res.send({
                status:500,
                msg:'未知错误'
                
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        }
    }
})

该案例完整代码

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// 导入 express 模块
const express = require('express')
// 创建 express 的服务器实例
const app = express()

// TODO_01：安装并导入 JWT 相关的两个包，分别是 jsonwebtoken 和 express-jwt
const jwt = require('jsonwebtoken')
const expressJWT = require('express-jwt')

// 允许跨域资源共享
const cors = require('cors')
app.use(cors())

// 解析 post 表单数据的中间件
const bodyParser = require('body-parser')
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }))

// TODO_02：定义 secret 密钥，建议将密钥命名为 secretKey
const secretKey = 'itheima No1 ^_^'

// TODO_04：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 }).unless({ path: [/^\/api\//] }))

// 登录接口
app.post('/api/login', function (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 !== '000000') {
    return res.send({
      status: 400,
      message: '登录失败！',
    })
  }
  // 登录成功
  // TODO_03：在登录成功之后，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
  // 记住：千万不要把密码加密到 token 字符中
  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) {
  // TODO_05：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
  console.log(req.user)
  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
  })
})

// TODO_06：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) => {
  // 这次错误是由 token 解析失败导致的
  if (err.name === 'UnauthorizedError') {
    return res.send({
      status: 401,
      message: '无效的token',
    })
  }
  res.send({
    status: 500,
    message: '未知的错误',
  })
})

// 调用 app.listen 方法，指定端口号并启动web服务器
app.listen(8888, function () {
  console.log('Express server running at http://127.0.0.1:8888')
})