前后端的身份认证②(JWT认证机制)

前后端的身份认证②(JWT认证机制)

文章目录

​​JWT 认证机制​​

​​Session 认证的局限性​​​​什么是JWT​​​​JWT 的组成部分​​​​JWT 的使用方式​​

​​在 Express 中使用 JWT​​

​​安装 JWT 相关的包​​​​定义 secret 密钥​​​​在登录成功后生成 JWT 字符串​​

​​JWT与token的关系​​

​​将 JWT 字符串还原为 JSON 对象​​​​使用 req.user 获取用户信息​​​​捕获解析 JWT 失败后产生的错误​​

​​JWT认证整体代码实现​​

JWT 认证机制

Session 认证的局限性

Session 认证机制需要配合 Cookie 才能实现。由于 Cookie 默认不支持跨域访问，所以，当涉及到前端跨域请求后端接口的时候，需要做很多额外的配置，才能实现跨域 Session 认证。

注意：

当前端请求后端接口不存在跨域问题的时候，推荐使用 Session 身份认证机制。当前端需要跨域请求后端接口的时候，不推荐使用 Session 身份认证机制，推荐使用 JWT 认证机制。

什么是JWT

​​JWT（英文全称：JSON Web Token）​​是目前最流行的跨域认证解决方案。

工作原理：

总结：用户的信息通过 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。

JWT 的组成部分

JWT 通常由三部分组成，分别是 ​​Header（头部）​​​、​​Payload（有效荷载）​​​、​​Signature（签名）​​。

三者之间使用英文的“.”分隔，格式如下：

下面是 JWT 字符串的示例：

JWT 的三个组成部分，从前到后分别是 Header、Payload、Signature。

其中：

Payload 部分才是真正的用户信息，它是用户信息经过加密之后生成的字符串。Header 和 Signature 是安全性相关的部分，只是为了保证 Token 的安全性。

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：

在 Express 中使用 JWT

安装 JWT 相关的包

运行如下命令，安装如下两个 JWT 相关的包：

jsonwebtoken 用于生成 JWT 字符串express-jwt 用于将 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象

使用 require() 函数，分别导入 JWT 相关的两个包：

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 secret 密钥：

当生成 JWT 字符串的时候，需要使用 secret 密钥对用户的信息进行加密，最终得到加密好的 JWT 字符串当把 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象的时候，需要使用 secret 密钥进行解密

在登录成功后生成 JWT 字符串

调用 jsonwebtoken 包提供的 sign() 方法，将用户的信息加密成 JWT 字符串，响应给客户端：

这个配置对象里面的expiresIn属性来指定token字符串的有效期，也就是说从生成的那一刻起往后推，30s之内是有效的，过了30s后这个token就作废了，无法来进行身份的认证。

JWT与token的关系

token是一个很宽泛的概念，翻译为令牌，一般用来表示经过验证之后得到的凭证，长度没有什么限制，多长都可以。jwt是JSONWebToken，它也自称是一种token，jwt就是一个很具体的标准了，用点号分为三段，分别表示头、信息和签名。token有很多种，可以是标准的，也可以是你自己定义的，jwt则是其中一种token，而且是标准的token。

将 JWT 字符串还原为 JSON 对象

客户端每次在访问那些有权限接口的时候，都需要主动通过请求头中的 Authorization 字段，将 Token 字符串发送到服务器进行身份认证。

此时，服务器可以通过 express-jwt 这个中间件，自动将客户端发送过来的 Token 解析还原成 JSON 对象：

其中的unless方法可以通过正则表达式去匹配哪些接口不需要访问权限。

使用 req.user 获取用户信息

当 express-jwt 这个中间件配置成功之后，即可在那些有权限的接口中，使用 req.user 对象，来访问从 JWT 字符串中解析出来的用户信息了，示例代码如下：

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 属性上密码非常的重要，一定不要把密码进行token加密req.user中包含的信息是由自己当初加密的时候决定的。你加密的什么，他解析完之后返回的是什么。(自动多加的属性是用来控制token有效期的)

捕获解析 JWT 失败后产生的错误

当使用 express-jwt 解析 Token 字符串时，如果客户端发送过来的 Token 字符串过期或不合法，会产生一个解析失败的错误，影响项目的正常运行。我们可以通过 Express 的错误中间件，捕获这个错误并进行相关的处理，示例代码如下：

JWT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：安装并导入 JWT 相关的两个包，分别是 jsonwebtoken 和 express-jwtconst 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 secretKeyconst 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,) { // 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,) { // 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,) => { // 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')})

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