Node學習之聊Cookie-Session登入驗證的工作原理

目前絕大多數的系統都少不了登入驗證的功能，這主要是為了保存使用者的狀態，以此來限制使用者的各種行為，從而方便有效的控制用戶的權限。例如一個使用者登陸微博，發布、追蹤、評論的操作都應是在登入後的使用者狀態下進行的。

實作登入驗證的功能主要有Cookie&Session、JWT兩種方式，這一節我們將先對Cookie&Session的工作原理 做詳細的介紹，在之後的文章中會陸續對JWT，以及如何使用Cookie&Session和JWT來完善前幾節我們建置的簡易用戶管理系統進行講解。 【相關教學推薦：nodejs影片教學】

1️⃣ Cookie&Session

我們知道，HTTP 是無狀態的。也就是說，HTTP 請求方和回應方間無法維護狀態，都是一次性的，它不知道前後的請求都發生了什麼事。但有的場景下，我們需要維護狀態。最典型的，一個使用者登陸微博，發佈、追蹤、評論，都應是在登入後的使用者狀態下的。

這個時候就可以引入Cookie與Session來儲存使用者的登入狀態。

本篇文章主要介紹使用Cookie-Session來做登入驗證的工作原理，關於Cookie#與 Session的詳細介紹可查閱這位大佬的文章：Cookie和Session詳解

為什麼不單獨使用Cookie？

Cookie是存放在瀏覽器中的，可以在瀏覽器中開啟控制台，選擇應用程式，找到儲存中的Cookie進行檢視：

#當客戶端向服務端發送網路請求時瀏覽器會自動將Cookie加入到請求頭中，這樣服務端就能取得這個Cookie，如下：

知道了這個原理後，我們就可以想到，如果在使用者登入系統時：客戶端由使用者的部分登入資訊（例如username、id等）產生一個Cookie存放到瀏覽器中，那麼在這之後的每一次網路請求都會自動攜帶上該Cookie。

之後讓服務端根據請求中是否攜帶Cookie並且攜帶的Cookie中是否存在有效的username、id來判斷使用者是否已經登入過了，這樣一來使用者的登入狀態不就被保存下來了嗎。

回到上面我們提到的微博的例子，按照這個過程來說，當使用者登入後Cookie已經被儲存，這時當使用者進行發佈、追蹤、評論等需要登入才能使用的操作時我們就能提前判斷是否存在Cookie，如果存在且Cookie中含有該使用者的id，那麼我們就可以允許該使用者的這些操作（這些操作一般都是需要使用者的id的，這時就可以從Cookie中進行取得）。相反的，如果Cookie不存在或Cookie#無效，那麼就禁止該使用者的這些操作。

說到這，你可能會問：既然一個Cookie就能實現我們想要的效果，那為何還要使用Session呢？

這是因為 Cookie很容易被偽造！ ，如果我們知道了Cookie中存放的資訊是username和id（就算不知道，也可以登入後的網路請求的請求體中找到Cookie），那麼我們完全可以在不登入的情況下手動向瀏覽器儲存一個偽造的Cookie：

說到這，你應該就能明白為什麼不能單獨使用Cookie了吧。

Session是如何與Cookie結合的？

Session其實是基於Cookie實現的，並且Session儲存在服務端的記憶體或資料庫中。

當使用者登入成功時，使用Cookie&Session的登入驗證會進行以下操作：

• 由服務端產生Session與SessionId;

  Session一般是根據使用者登入的信息，如使用者名稱、id等進行生成。
  如果把Session比喻為是一把鎖，那麼SessionId就等於是這把鎖的鑰匙。

• 服務端將Session儲存到記憶體或資料庫中；

• 服務端將 SessionId存放到請求的回應頭（response物件）中的Set-Cookie欄位中傳送給客戶端；

• 客戶端收到Set-Cookie後會自動將Set-Cookie的值（也就是SessionId）存放到Cookie中；

• 之後的每個網路請求都會自動帶上Cookie，也就是帶上這個SessionId；

• 服務端收到後續請求時取得請求上的Cookie，也就是取得到了SessionId，然後透過SessionId #查詢並校驗服務端儲存的Session，若校驗成功說明這個SessionId有效則透過此請求，反之則阻止此請求。

圖示：

#2️⃣ Cookie&Session的缺陷

# 儲存問題

為了保存使用者的登入狀態，我們需要為每位登入的使用者產生並儲存Session，這勢必就會造成以下問題：

• 如果Session存放到記憶體中，那麼當服務端重啟時，這些記憶體中的Session都會被清除，那麼所有使用者的登入狀態都會過期，當使用者量較大時，過多的記憶體佔用也勢必會影響服務端的效能。
• 如果Session存放到資料庫中，雖然能夠解決因服務端重啟造成用戶登入狀態過期的問題，但當用戶量較大時，對於這個資料庫的維護也會改變得相對困難。
• 如果前端頁面中呼叫的介面來自兩個伺服器（也就是兩套資料庫），為了實作Session在兩個伺服器間共用通常會將Session存放到一個單獨的資料庫中，這樣就使得整個專案變得更為複雜也更難維護。
  

 CSRF問題

CSRF 全稱為Cross-site request forgery 即跨站請求偽造，使用Cookie進行驗證的網站都會面臨或大或小的CSRF威脅，我們以一個銀行網站的例子來介紹CSRF的攻擊原則：

假如一家銀行網站A的登入驗證採用的是Cookie&Session，並且該網站上用以執行轉帳作業的Api位址為：http://www.grillbankapi.com/?account=AccoutName&amount=1000

api參數：account代表帳戶名，amount代表轉帳金額。

那麼，一個惡意攻擊者可以在另一個網站B上放置以下程式碼：

<img  alt="Node學習之聊Cookie-Session登入驗證的工作原理" >

注意：img標籤的src是網站A轉帳操作的api位址，且參數account為Ailjx，amount為1000 ，也就是說這個api位址相當於是帳戶名稱名為Ailjx 轉帳1000 時調用的api。

如果有帳號名稱Ailjx 的使用者剛造訪過網站A不久，登入資訊尚未過期（網站A的Cookie存在且有效）。

那麼當Ailjx 訪問了這個惡意網站B時，上面的img標籤將被加載，瀏覽器就會自動請求img標籤的src路由，也就是請求http://www.grillbankapi.com/?account=Ailjx&amount=1000 （我們將這個請求記為請求Q ），並且因為Cookie存放在瀏覽器中且瀏覽器發送請求時會自動帶上Cookie，所以請求Q上就會自動攜帶Ailjx 在網站A上的Cookie憑證，結果就是這個請求Q將會被通過，那麼Ailjx 就會損失1000資金。

這種惡意的網址可以有很多種形式，藏身於網頁中的許多地方。 此外，攻擊者也不需要控制放置惡意網址的網站。例如他可以將這種地址藏在論壇，部落格等任何用戶生成內容的網站中。這意味著如果服務端沒有合適的防禦措施的話，使用者即使訪問熟悉的可信任網站也有受攻擊的危險。

透過例子能夠看出，攻擊者並不能透過CSRF攻擊來直接取得使用者的帳戶控制權，也無法直接竊取使用者的任何資訊。他們能做到的，是欺騙用戶瀏覽器，讓其以用戶的名義運行操作。

這些就是使用Cookie&Session來做登入驗證的問題所在，那麼我們要如何解決這些問題呢？這就需要引進JWT的概念，使用token來做登入驗證，這些我們將在之後的文章中進行解說。

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以上是Node學習之聊Cookie-Session登入驗證的工作原理的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！