基于JWT标准的用户认证接口实现

小说:百度众测能赚钱吗作者:侯北顺北更新时间:2018-09-19字数:94082

基于JWT标准的用户认证接口实现


前面的话

  实现用户登录认证的方式常见的有两种:一种是基于 cookie 的认证,另外一种是基于 token 的认证 。本文以基于cookie的认证为参照,详细介绍JWT标准,并实现基于该标签的用户认证接口

 

cookie认证

  传统的基于 cookie 的认证方式基本有下面几个步骤:

  1、用户输入用户名和密码,发送给服务器

  2、服务器验证用户名和密码,正确的话就创建一个会话( session ),同时会把这个会话的 ID 保存到客户端浏览器中,因为保存的地方是浏览器的 cookie ,所以这种认证方式叫做基于 cookie 的认证方式

  3、后续的请求中,浏览器会发送会话 ID 到服务器,服务器上如果能找到对应 ID 的会话,那么服务器就会返回需要的数据给浏览器

  4、当用户退出登录,会话会同时在客户端和服务器端被销毁

  这种认证方式的不足之处有两点

  1、服务器端要为每个用户保留 session 信息,连接用户多了,服务器内存压力巨大

  2、适合单一域名,不适合第三方请求

  cookie认证的后端典型代码如下所示

const express = require("express");
const app = express();
const bodyParser = require("body-parser");
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }));

const session = require("express-session")
const pug = require("pug");

app.set("view engine", "pug");

app.use(session({
  secret: "keyboard cat",
  resave: false,
  saveUninitialized: true
}))


app.get("/", function(req, res){
  let currentUser = req.session.username;
  res.render("index", {currentUser});
})

app.get("/login", function(req, res){
  res.sendFile("login.html", {root: "public"});
})

app.post("/login", function(req, res){
  let username = req.body.username;
  req.session.username = username;
  res.redirect("/");
})

app.get("/logout", function(req, res){
  req.session.destroy();
  res.redirect("/");
})

app.listen(3006, function(){
  console.log("running on port 3006...");
})

 

token认证

  下面来介绍token认证。详细认证过程如下

  1、用户输入用户名密码,发送给服务器

  2、服务器验证用户名和密码,正确的话就返回一个签名过的 token( token 可以认为就是个长长的字符串),客户端浏览器拿到这个 token

  3、后续每次请求中,浏览器会把 token 作为 http header 发送给服务器,服务器可以验证一下签名是否有效,如果有效那么认证就成功了,可以返回客户端需要的数据

  4、一旦用户退出登录,只需要客户端销毁一下 token 即可,服务器端不需要有任何操作

  这种方式的特点就是客户端的 token 中自己保留有大量信息,服务器没有存储这些信息,而只负责验证,不必进行数据库查询,执行效率大大提高

 

JWT

  上面介绍的token-based 认证过程是通过 JWT 标准来完成的

  JWT 是 JSON Web Token 的简写,它定义了一种在客户端和服务器端安全传输数据的规范。通过 JSON 格式 来传递信息

  让我们来假想一下一个场景。在A用户关注了B用户的时候,系统发邮件给B用户,并且附有一个链接“点此关注A用户”。链接的地址可以是这样的

https://your.awesome-app.com/make-friend/?from_user=B&target_user=A

  上面这样做有一个弊端,那就是要求用户B一定要先登录。可不可以简化这个流程,让B用户不用登录就可以完成这个操作。JWT允许我们做到这点

【组成】

  一个JWT实际上就是一个字符串,它由三部分组成,第一段是 header (头部),第二段是 payload (主体信息或称为载荷),第三段是 signature(数字签名)

aaaaaaaaaa.bbbbbbbbbbb.cccccccccccc

  头部用于描述关于该JWT的最基本的信息,例如其类型以及签名所用的算法等。这可以被表示成一个JSON对象

{
  "typ": "JWT",
  "alg": "HS256"
}

  将上面的添加好友的操作描述成一个JSON对象。其中添加了一些其他的信息,帮助今后收到这个JWT的服务器理解这个JWT

{
    "iss": "John Wu JWT",
    "iat": 1441593502,
    "exp": 1441594722,
    "aud": "www.example.com",
    "sub": "jrocket@example.com",
    "from_user": "B",
    "target_user": "A"
}

  将上面的JSON对象进行[base64编码]可以得到下面的字符串。这个字符串称作JWT的Payload(载荷)

eyJpc3MiOiJKb2huIFd1IEpXVCIsImlhdCI6MTQ0MTU5MzUwMiwiZXhwIjoxNDQxNTk0NzIyLCJhdWQiOiJ3d3cuZXhhbXBsZS5jb20iLCJzdWIiOiJqcm9ja2V0QGV4YW1wbGUuY29tIiwiZnJvbV91c2VyIjoiQiIsInRhcmdldF91c2VyIjoiQSJ9

  将上面的两个编码后的字符串都用句号.连接在一起(头部在前)

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0

  最后,我们将上面拼接完的字符串用HS256算法进行加密。在加密的时候,我们还需要提供一个密钥(secret)。如果我们用mystar作为密钥的话,那么就可以得到我们加密后的内容。这一部分叫做签名

rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

  最后将这一部分签名也拼接在被签名的字符串后面,我们就得到了完整的JWT

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0.rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

  于是,我们就可以将邮件中的URL改成

https://your.awesome-app.com/make-friend/?jwt=eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0.rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM

  再强调一下数字签名的运算过程

var encodedString = base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload);

HMACSHA256(encodedString, "secret");

  签名是由服务器完成的,secret 是服务器上存储的密钥,信息签名后整个 token 会发送给浏览器,每次浏览器 发送请求中都包含 secret。所以可以跟服务器达成互信,完成认证过程

认证接口

  新建 server/routes.js 文件,导入 User 模型并赋值给 User 变量:

let User = require("./models/user")

  接下来定义用户认证接口,将实现的接口名称为 /auth/login:

module.exports = app => {
  app.post("/auth/login", (req, res) => {
    User.findOne({ username: req.body.username }, (err, user) => {
      if (err) return console.log(err)
      if (!user) return res.status(403).json({ error: "用户名不存在!" })
      user.comparePassword(req.body.password, (err, isMatch) => {
        if (err) return console.log(err)
        if (!isMatch) return res.status(403).json({ error: "密码无效!" })
        return res.json({
          token: generateToken({ name: user.username }),
          user: { name: user.username }
        })
      })
    })
  })
}

  用户从客户端向服务器提交用户名和密码,服务器端通过body-parser中间件把客户端传送过的数据抽取出来并存放到 req.body 中,这样就可以通过 req.body.username 获取到用户名。然后在 MongoDB 数据库中查找这个用户,若查找过程中出错,则打印错误信息到终端;若数据库中不存在这个用户,则向客户端响应错误信息;若数据库中存在这个用户,则验证客户端提交的密码 req.body.password 是否与用户保存在数据库中的密码匹配。若密码不匹配,则向客户端返回错误信息;若密码匹配,则给客户端返回用户信息

  使用NPM安装jsonwebtoken包,jsonwebtoken 包可以生成、验证和解码 JWT 认证码

npm install --save jsonwebtoken

  打开 server/routes.js 文件,导入 jsonwebtoken 模块:

let jwt = require("jsonwebtoken")

  然后,定义生成 JWT 的 generateToken 方法

let generateToken = (user) => {
  return jwt.sign(user, "xiaohuochai", { expiresIn: 3000 })
}

  调用 jsonwebtoken 模块提供的 sign() 接口生成 JWT。 其中,xiaohuochai 是生成 JWT 认证码的秘钥,为了安全,最好把秘钥放到配置文件中。 user 是要传递给前端的信息,前端可以利用工具解码 JWT 认证码,从而得到 user 数据。 expiresIn 选项用来指定认证码自生成到失效的时间间隔(过期间隔),上述代码中数字 3000 的单位是秒,意思说这个认证码自生成后,再过50分钟就失效了。认证码失效之后,客户端就不能使用失效的认证码访问服务器端的受保护资源了

  完整代码如下

let User = require("./models/user")
let jwt = require("jsonwebtoken")
let secret = require("./config.js").secret
let generateToken = (user) => {
  return jwt.sign(user, secret, { expiresIn: 3000 })
}
module.exports = app => {
  app.post("/auth/login", (req, res) => {
    User.findOne({ username: req.body.username }, (err, user) => {
      if (err) return console.log(err)
      if (!user) return res.status(403).json({ error: "用户名不存在!" })
      user.comparePassword(req.body.password, (err, isMatch) => {
        if (err) return console.log(err)
        if (!isMatch) return res.status(403).json({ error: "密码无效!" })
        return res.json({
          token: generateToken({ name: user.username }),
          user: { name: user.username }
        })
      })
    })
  })
}

  最后在index.js中引入并使用routes

let routes = require("./routes.js")
routes(app)

  使用postman来测试接口,已经在数据库中存了用户名为admin,密码为123456的用户。测试结果如下

 

最后

  JWT适合于应用在『无状态的REST API』,也就是说适用于Android/iOS等移动端,或前后端分离的WEB前端。关于JWT的更多资源移步官网

 

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发布时间:2018-09-19 15:36:08

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