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前后端的身份认证①(Session认证机制)

认证 机制 session 前后 身份 端的
2023-09-27 14:26:45 时间

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Web开发模式

目前主流的 Web 开发模式有两种，分别是：
① 基于服务端渲染的传统 Web 开发模式
② 基于前后端分离的新型 Web 开发模式

服务端渲染的 Web 开发模式

服务端渲染的概念：服务器发送给客户端的 HTML 页面，是在服务器通过字符串的拼接，动态生成的。因此，客户端不需要使用 Ajax 这样的技术额外请求页面的数据。代码示例如下：
在这里插入图片描述

服务端渲染的优缺点：
优点：
① 前端耗时少。因为服务器端负责动态生成 HTML 内容，浏览器只需要直接渲染页面即可。尤其是移动端，更省电。
② 有利于SEO。因为服务器端响应的是完整的 HTML 页面内容，所以爬虫更容易爬取获得信息，更有利于 SEO。

缺点：
① 占用服务器端资源。即服务器端完成 HTML 页面内容的拼接，如果请求较多，会对服务器造成一定的访问压力。
② 不利于前后端分离，开发效率低。使用服务器端渲染，则无法进行分工合作，尤其对于前端复杂度高的项目，不利于项目高效开发。

前后端分离的 Web 开发模式

前后端分离的概念：前后端分离的开发模式，依赖于 Ajax 技术的广泛应用。简而言之，前后端分离的 Web 开发模式，就是后端只负责提供 API 接口，前端使用 Ajax 调用接口的开发模式。

前后端分离的优缺点：
优点：
① 开发体验好。前端专注于 UI 页面的开发，后端专注于api 的开发，且前端有更多的选择性。
② 用户体验好。Ajax 技术的广泛应用，极大的提高了用户的体验，可以轻松实现页面的局部刷新。
③ 减轻了服务器端的渲染压力。因为页面最终是在每个用户的浏览器中生成的。

缺点：
① 不利于 SEO。因为完整的 HTML 页面需要在客户端动态拼接完成，所以爬虫对无法爬取页面的有效信息。（解决方案：利用 Vue、React 等前端框架的 SSR （server side render）技术能够很好的解决 SEO 问题！）

如何选择 Web 开发模式

不谈业务场景而盲目选择使用何种开发模式是毫无意义的。

  • 比如企业级网站，主要功能是展示而没有复杂的交互，并且需要良好的 SEO，则这时我们就需要使用服务器端渲染；
  • 而类似后台管理项目，交互性比较强，不需要考虑 SEO，那么就可以使用前后端分离的开发模式。

另外，具体使用何种开发模式并不是绝对的，为了同时兼顾首页的渲染速度和前后端分离的开发效率，一些网站采用了首屏服务器端渲染 + 其他页面前后端分离的开发模式。

身份认证

什么是身份认证

身份认证（Authentication）又称“身份验证”、“鉴权”，是指通过一定的手段，完成对用户身份的确认。

  • 日常生活中的身份认证随处可见，例如：高铁的验票乘车，手机的密码或指纹解锁，支付宝或微信的支付密码等。
  • 在 Web 开发中，也涉及到用户身份的认证，例如：各大网站的手机验证码登录、邮箱密码登录、二维码登录等。

身份认证的目的，是为了确认当前所声称为某种身份的用户，确实是所声称的用户。例如，你去找快递员取快递，你要怎么证明这份快递是你的。

在互联网项目开发中，如何对用户的身份进行认证，是一个值得深入探讨的问题。例如，如何才能保证网站不会错误的将
“马云的存款数额”显示到“马化腾的账户”上。

不同开发模式下的身份认证

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

Session 认证机制

HTTP 协议的无状态性

了解 HTTP 协议的无状态性是进一步学习 Session 认证机制的必要前提。

HTTP 协议的无状态性，指的是客户端的每次 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。

就像：
在这里插入图片描述

那么我们如何突破HTTP 协议的无状态性呢？

对于超市来说，为了方便收银员在进行结算时给 VIP 用户打折，超市可以为每个 VIP 用户发放会员卡。
在这里插入图片描述
现实生活中的会员卡身份认证方式，在 Web 开发中的专业术语叫做 Cookie。

Cookie

Cookie 是存储在用户浏览器中的一段不超过 4 KB 的字符串。它由一个名称（Name）、一个值（Value）和其它几个用于控制 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。

例如：
在这里插入图片描述

Cookie的4大特性：

  • 自动发送
  • 域名独立
  • 过期时限
  • 4KB 限制

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。
在这里插入图片描述

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，不具有安全性。因此不建议服务器将重要的隐私数据，通过 Cookie 的形式发送给浏览器。

在这里插入图片描述

注意：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、密码等。

那么我们怎么去提高它的安全性呢？

为了防止客户伪造会员卡，收银员在拿到客户出示的会员卡之后，可以在收银机上进行刷卡认证。只有收银机确认存在的会员卡，才能被正常使用。
在这里插入图片描述
这种“会员卡 + 刷卡认证”的设计理念，就是 Session 认证机制的精髓。

Session 的工作原理

在这里插入图片描述

在 Express 中使用 Session 认证

安装 express-session 中间件

在 Express 项目中，只需要安装 express-session 中间件，即可在项目中使用 Session 认证：
在这里插入图片描述

配置 express-session 中间件

express-session 中间件安装成功后，需要通过 app.use() 来注册 session 中间件，示例代码如下：
在这里插入图片描述

这个secret是负责对Session进行加密的，可以是任意的字符串

向 session 中存数据

当 express-session 中间件配置成功后，即可通过 req.session 来访问和使用 session 对象，从而存储用户的关键信息：
在这里插入图片描述

注意：只有成功配置了 express-session 这个中间件之后，才能够通过 req 点出来 session 这个属性

从 session 中取数据

可以直接从 req.session 对象上获取之前存储的数据，示例代码如下：
在这里插入图片描述

清空 session

调用 req.session.destroy() 函数，即可清空服务器保存的 session 信息。

一般在退出登录中的场景多用：
在这里插入图片描述

注意：只会清空当前用户的Session，不会清空其他用户的Session

Session认证整体代码实现

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

// TODO_01：请配置 Session 中间件
const session = require('express-session')
app.use(
  session({
    secret: 'itheima',
    resave: false,
    saveUninitialized: true,
  })
)

// 托管静态页面
app.use(express.static('./pages'))
// 解析 POST 提交过来的表单数据
app.use(express.urlencoded({ extended: false }))

// 登录的 API 接口
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' })
  }

  // TODO_02：请将登录成功后的用户信息，保存到 Session 中
  // 注意：只有成功配置了 express-session 这个中间件之后，才能够通过 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' })
})

// 获取用户姓名的接口
app.get('/api/username', (req, res) => {
  // TODO_03：请从 Session 中获取用户的名称，响应给客户端
  if (!req.session.islogin) {
    return res.send({ status: 1, msg: 'fail' })
  }
  res.send({
    status: 0,
    msg: 'success',
    username: req.session.user.username,
  })
})

// 退出登录的接口
app.post('/api/logout', (req, res) => {
  // TODO_04：清空 Session 信息
  req.session.destroy()
  res.send({
    status: 0,
    msg: '退出登录成功',
  })
})

// 调用 app.listen 方法，指定端口号并启动web服务器
app.listen(80, function () {
  console.log('Express server running at http://127.0.0.1:80')
})

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