cookie、session、token的理解

最近做welogger.com，想要用service
worker来进行强缓存，因为访问特别慢，考虑用app shell模型来提升体验。但是出现了一个问题，API的csrf_token放在html中被缓存了的话，会跟随session的实效而失效。为了解决这个问题，貌似可以用token的方式来解决，laravel提供了passport来实现，但是自己对这些东西不是很了解，所以网上搜集了资料, 做一些学习笔记。

主要参考: https://auth0.com/blog/cookies-vs-tokens-definitive-guide/

1. 基于cookie的验证

http是无状态的，服务器不知道你是谁。当然可以每次请求都带上密码，不过这也太麻烦也不安全了。人们想到一个方法:

用户login

服务器生成回话(session)，session中包含谁谁谁，什么时候登陆的信息，session有个sessionId，返回给浏览器

下一次再访问的时候，带上这个ID就行了。服务器根据session ID来判断访问者是谁。

cookie是一种特殊的存储技术，cookie按照域名存在浏览器端，当浏览器访问domainA的时候，会自动带上domainA的cookie。 很显然，上述sessionID放在cookie中最合适不过了。

用户logout的时候，清空会话，清空cookie中的sessionID

2. 基于token的验证

好了，token就是说我相信你说你是你，告诉我你是谁就行了

用户login

返回一个token（证明你是你)给浏览器

下次再访问的时候，带上这个token就行了。服务器根据token判断访问者是谁。

很显然，这个token存在哪儿都行，localstorage或者cookie。logout的时候，浏览器端删除掉token就行了。

3. 简单对比

从步骤上看，貌似二者没啥大区别，都需要获取／保存／传递一个标记，这个标记是sessionId或者token。但是在实现上还是有很大的不同。可以看到对于token而言，服务器不需要去查看你是谁，不需要保存你的会话，直接看token中的用户id就行。sessionID只是ID没有其他信息，而token则不一样，根据token的实现可以包含不同信息。

就好比去某个政府办事

服务员看你的身份证，给你一个编号，以后，进行任何操作，都出示编号后服务员去看查你是谁。

直接妹子给他看身份证

感觉还是很不一样的，实际上2看上去要简单的多。

4. token的优势

这一部分就参考的这篇文章了。

4.1 无状态，可扩展性

如前所述，服务器端不存储会话，可扩展性强，如果有多台服务器，会话信息存储地方不只一个的话，就需要某种同步机制，或者想办法知道用户和session存储地的对应关系。

4.2 跨域问题

浏览器有跨域问题，如果有好几个不同的网站的话，cookie-session的话需要在login的时候给所有的domain写上cookie，通常做法应该是有个sso endpoint，登陆成功后跳转到专门的页面，页面上用iframe之类的分别调用各个domain的写cookie endpoint。

如果用了token，只要不同的网站采用相同的验证机制，就ok了。

4.3 token里面可以存储信息

这个待会儿来看jwt(json web token)的实现。

4.4 性能

token不用查db，然后用户角色的划分，也可以通过token中的数据进行查看。

4.5 支持非浏览器环境

嗯，app之类的。

5. token的问题

5.1 token的size

sessoinId只存了id，很小。token则比较大，不过这个问题应该不大吧？

5.2 token的存储

如果存在localStorage的话，不像cookie，localStorage不支持子域名获取主域名的localStorage。如果存在cookie中，会受到4kb的限制。 这一点上，感觉localStorage的域名问题比较大，如何解决?

5.3 xss和xsrf

xss简单上说就是外部脚本闯进来了，情况比较多，比如用户的输入没有进行检查啊，用的第三方脚本出问题了的话，token就暴露在敌人眼前了。这个常见的框架应该都有保证，不要乱用应该就ok，第三方脚本也不要乱用。

xsrf是说用户在恶意网站B上面点来点去，不小心操纵了网站A的数据。比如登陆了A，A上允许post到一个url然后删除账号，结果网站B悄悄做了一个隐藏的form，用户点击的时候不经意触发了这个url，由于浏览器会带上cookie，所以直接成功了。

所以在post等重要的请求的时候，服务器需要验证这个请求是不是从网站自身上发出的。证明这个的办法是，在页面中放上一个自己才有的随机字符串(csrf_token)，然后请求的时候带上这个token，服务器端进行验证。这样其他网站不能生成这个token所以也就无解了。

如果网站B上悄悄放上A的iframe，然后引诱用户去点呢？ 这是另外一个问题了，这个就需要通过设置http header 

X-Frame-Options

来禁止被用作iframe了。

如果token存在localStorage中，根据浏览器机制，token是不会被其他人知道的，所以不会出现xsrf问题，但是会出现xss的问题，xss问题可以通过http header csp来处理。

如果是存在cookie的话，可以用

httpOnly

flag禁止js进行获取，所以xss可以完全避免。但是这样的话js获取不到，服务器只能通过session一样的方式，在cookie中找token，这样会遇到xsrf问题，而且cookie还有其他的很多问题。

关于安全的，我补充两个地方:

MITM: 经常想如果token被人截获了怎么办？其实想想如果真有这么一个人，无论是哪种方式都是无法保证安全的。所以https是必须的，不用考虑这种半途打劫的情况。

过期问题: session也有过期时间，所以会有自动登录选项，自动续期。token也有过期时间，过期后需要重新发行token。

6. JWT

来看看 token如何实现的，貌似jwt已经成为了事实上的标准。
jwt包含三个部分

以下内容基本来自于官网 https://jwt.io/

Header

Payload

Signature

三个部分分别处理后形成这样一个token: 

xxxx.yyyy.zzzz

 header

{
"alg": "HS256", // 算法
"typ": "JWT"    // token类型
}

上述信息Base64Url转换后，形成

xxxx

Payload 中包含很多claim，这些claim是一些我是谁，我能干嘛的一些声明(claim)。这些claim分三种(Reserved, Public, private)，种类细分暂时是TODO，后来我再看。

{
"sub": "1234567890",
"name": "John Doe",
"admin": true
}

上述信息Base64Url转换后，形成

yyyy

Signature 需要将上述

xxxx

,

yyyy

部分加一起，通过header中指定的加密方法，然后加上一个secret，hash过后得到。
比如上述信息的话:

HMACSHA256(
base64UrlEncode(header) + "." +
base64UrlEncode(payload),
secret)

这样得到

zzzz

的部分

很显然，server保存的secret，所以外部是不能自己模拟产生一个合法的token。简单想想，其实就是你写了个证明，由某个机构给你改了个章。你可以自己修改其中的信息，但是章你盖不出来，所以文件没有效力，这也是为什么填文件资料填错涂改的时候，需要在涂改的部分旁边，加上一个章。 嗯。

7. 总结

感觉懂了很多