理解Cookie、Session和Token

发展史

1、很久很久以前,Web 基本上就是文档的浏览而已, 既然是浏览,作为服务器, 不需要记录谁在某一段时间里都浏览了什么文档,每次请求都是一个新的HTTP协议, 就是请求加响应, 尤其是我不用记住是谁刚刚发了HTTP请求, 每个请求对我来说都是全新的。这段时间很嗨皮。

2、但是随着交互式Web应用的兴起,像在线购物网站,需要登录的网站等等,马上就面临一个问题,那就是要管理会话,必须记住哪些人登录系统, 哪些人往自己的购物车中放商品, 也就是说我必须把每个人区分开,这就是一个不小的挑战,因为HTTP请求是无状态的,所以想出的办法就是给大家发一个会话标识(session id), 说白了就是一个随机的字串,每个人收到的都不一样, 每次大家向我发起HTTP请求的时候,把这个字符串给一并捎过来, 这样我就能区分开谁是谁了。

3、这样大家很嗨皮了,可是服务器就不嗨皮了,每个人只需要保存自己的session id,而服务器要保存所有人的session id !如果访问服务器多了, 就得由成千上万,甚至几十万个。这对服务器说是一个巨大的开销 , 严重的限制了服务器扩展能力, 比如说我用两个机器组成了一个集群, 小F通过机器A登录了系统, 那session id会保存在机器A上, 假设小F的下一次请求被转发到机器B怎么办?机器B可没有小F的 session id啊。有时候会采用一点小伎俩: session sticky , 就是让小F的请求一直粘连在机器A上, 但是这也不管用, 要是机器A挂掉了, 还得转到机器B去。那只好做session 的复制了, 把session id 在两个机器之间搬来搬去, 快累死了。


后来有个叫Memcached的支了招:把session id 集中存储到一个地方, 所有的机器都来访问这个地方的数据, 这样一来,就不用复制了, 但是增加了单点失败的可能性, 要是那个负责session 的机器挂了, 所有人都得重新登录一遍, 估计得被人骂死。

4、于是有人就一直在思考, 我为什么要保存这可恶的session呢, 只让每个客户端去保存该多好?可是如果不保存这些session id , 怎么验证客户端发给我的session id 的确是我生成的呢? 如果不去验证,我们都不知道他们是不是合法登录的用户, 那些不怀好意的家伙们就可以伪造session id , 为所欲为了。嗯,对了,关键点就是验证 !

比如说, 小F已经登录了系统, 我给他发一个令牌(token), 里边包含了小F的 user id, 下一次小F 再次通过Http 请求访问我的时候, 把这个token 通过Http header 带过来不就可以了。不过这和session id没有本质区别啊, 任何人都可以可以伪造, 所以我得想点儿办法, 让别人伪造不了。那就对数据做一个签名吧, 比如说我用HMAC-SHA256 算法,加上一个只有我才知道的密钥, 对数据做一个签名, 把这个签名和数据一起作为token , 由于密钥别人不知道, 就无法伪造token了。

这个token 我不保存, 当小F把这个token 给我发过来的时候,我再用同样的HMAC-SHA256 算法和同样的密钥,对数据再计算一次签名, 和token 中的签名做个比较, 如果相同, 我就知道小F已经登录过了,并且可以直接取到小F的user id , 如果不相同, 数据部分肯定被人篡改过, 我就告诉发送者:对不起,没有认证。

Token 中的数据是明文保存的(虽然我会用Base64做下编码, 但那不是加密), 还是可以被别人看到的, 所以我不能在其中保存像密码这样的敏感信息。

cookie 是一个非常具体的东西,指的就是浏览器里面能永久存储的一种数据,仅仅是浏览器实现的一种数据存储功能。cookie由服务器生成,发送给浏览器,浏览器把cookie以kv形式保存到某个目录下的文本文件内,下一次请求同一网站时会把该cookie发送给服务器。通常,它用于判断两个请求是否来自于同一个浏览器,例如用户保持登录状态。由于cookie是存在客户端上的,所以浏览器加入了一些限制确保cookie不会被恶意使用,同时不会占据太多磁盘空间,所以每个域的cookie数量是有限的。HTTP Cookie 机制是 HTTP 协议无状态的一种补充和改良

Cookie的作用

Cookie 主要用于下面三个目的

  • 会话管理。登陆、购物车、游戏得分或者服务器应该记住的其他内容
  • 个性化。用户偏好、主题或者其他设置
  • 追踪。记录和分析用户行为

Cookie 曾经用于一般的客户端存储。虽然这是合法的,因为它们是在客户端上存储数据的唯一方法,但如今建议使用现代存储 API。Cookie 随每个请求一起发送,因此它们可能会降低性能(尤其是对于移动数据连接而言)。

Session

客户端请求服务端,服务端会为这次请求开辟一块内存空间,这个对象便是 Session 对象,存储结构为 ConcurrentHashMap。Session 弥补了 HTTP 无状态特性,服务器可以利用 Session 存储客户端在同一个会话期间的一些操作记录。服务器使用session把用户的信息临时保存在了服务器上,用户离开网站后session会被销毁。这种用户信息存储方式相对cookie来说更安全,可是session有一个缺陷:如果web服务器做了负载均衡,那么下一个操作请求到了另一台服务器的时候session会丢失。

Session 如何判断是否是同一会话

服务器第一次接收到请求时,开辟了一块 Session 空间(创建了Session对象),同时生成一个 sessionId ,并通过响应头的 **Set-Cookie:JSESSIONID=XXXXXXX **命令,向客户端发送要求设置 Cookie 的响应; 客户端收到响应后,在本机客户端设置了一个 **JSESSIONID=XXXXXXX **的 Cookie 信息,该 Cookie 的过期时间为浏览器会话结束;

接下来客户端每次向同一个网站发送请求时,请求头都会带上该 Cookie信息(包含 sessionId ), 然后,服务器通过读取请求头中的 Cookie 信息,获取名称为 JSESSIONID 的值,得到此次请求的 sessionId。

Session的缺点

Session 机制有个缺点,比如 A 服务器存储了 Session,就是做了负载均衡后,假如一段时间内 A 的访问量激增,会转发到 B 进行访问,但是 B 服务器并没有存储 A 的 Session,会导致 Session 的失效。

Token

传统身份验证的方法

HTTP 是一种没有状态的协议,也就是它并不知道是谁是访问应用。这里我们把用户看成是客户端,客户端使用用户名还有密码通过了身份验证,不过下回这个客户端再发送请求时候,还得再验证一下。解决的方法就是,当用户请求登录的时候,如果没有问题,我们在服务端生成一条记录,这个记录里可以说明一下登录的用户是谁,然后把这条记录的 ID 号发送给客户端,客户端收到以后把这个 ID 号存储在 Cookie 里,下次这个用户再向服务端发送请求的时候,可以带着这个 Cookie ,这样服务端会验证一个这个 Cookie 里的信息,看看能不能在服务端这里找到对应的记录,如果可以,说明用户已经通过了身份验证,就把用户请求的数据返回给客户端。上面说的就是 Session,我们需要在服务端存储为登录的用户生成的 Session ,这些 Session 可能会存储在内存,磁盘,或者数据库里。我们可能需要在服务端定期的去清理过期的 Session 。

Token的定义

Token是服务端生成的一串字符串,以作客户端进行请求的一个令牌,当第一次登录后,服务器生成一个Token便将此Token返回给客户端,以后客户端只需带上这个Token前来请求数据即可,无需再次带上用户名和密码。最简单的token组成:uid(用户唯一的身份标识)、time(当前时间的时间戳)、sign(签名,由token的前几位+盐以哈希算法压缩成一定长的十六进制字符串,可以防止恶意第三方拼接token请求服务器)。

使用Token的目的

Token的目的是为了减轻服务器的压力,减少频繁的查询数据库,使服务器更加健壮。

Token是如何工作的


基于Token的身份验证的过程如下:

  1. 用户通过用户名和密码发送请求。
  2. 程序验证。
  3. 程序返回一个签名的token 给客户端。
  4. 客户端储存token,并且每次用于每次发送请求。
  5. 服务端验证token并返回数据。

参考

原文参考:
https://www.cnblogs.com/moyand/p/9047978.html
https://blog.csdn.net/qq_36894974/article/details/105322171
https://blog.csdn.net/qq_39314932/article/details/88356747

posted @ 2020-06-27 15:42  西红柿鸡蛋面~  阅读(39)  评论(0编辑  收藏