简单理解token的作用及实现原理

电玩女神 2022-03-17 02:18 372阅读 0赞

本文将要简单阐述另一个同cookie/session同样重要的技术术语：token。

# **什么是token** #

### **token的意思是“令牌”，是服务端生成的一串字符串，作为客户端进行请求的一个标识。** ###

在计算机身份认证中是**令牌（临时）**的意思，在词法分析中是标记的意思。一般作为邀请、登录系统使用。

> 当用户第一次登录后，[服务器][Link 1]生成一个token并将此token返回给客户端，以后客户端只需带上这个token前来请求数据即可，无需再次带上用户名和密码。
> 
> 简单token的组成；uid(用户唯一的身份标识)、time(当前时间的时间戳)、sign（签名，token的前几位以哈希算法压缩成的一定长度的十六进制字符串。为防止token泄露）。

身份认证概述

由于HTTP是一种没有状态的协议，它并不知道是谁访问了我们的应用。这里把用户看成是客户端，客户端使用用户名还有密码通过了身份验证，不过下次这个客户端再发送请求时候，还得再验证一下。

通用的解决方法就是，当用户请求登录的时候，如果没有问题，在服务端生成一条记录，在这个记录里可以说明登录的用户是谁，然后把这条记录的id发送给客户端，客户端收到以后把这个id存储在cookie里，下次该用户再次向服务端发送请求的时候，可以带上这个cookie，这样服务端会验证一下cookie里的信息，看能不能在服务端这里找到对应的记录，如果可以，说明用户已经通过了身份验证，就把用户请求的数据返回给客户端。

以上所描述的过程就是利用session，那个id值就是sessionid。我们需要在服务端存储为用户生成的session，这些session会存储在内存，磁盘，或者数据库。

基于token机制的身份认证

**使用token机制的身份验证方法，在服务器端不需要存储用户的登录记录。大概的流程：**

> 客户端使用用户名和密码请求登录。服务端收到请求，验证用户名和密码。验证成功后，服务端会生成一个token，然后把这个token发送给客户端。客户端收到token后把它存储起来，可以放在cookie或者Local Storage（本地存储）里。客户端每次向服务端发送请求的时候都需要带上服务端发给的token。服务端收到请求，然后去验证客户端请求里面带着token，如果验证成功，就向客户端返回请求的数据。

### **利用token机制进行登录认证，可以有以下方式：** ###

**a.用设备mac地址作为token**

> 客户端：客户端在登录时获取设备的mac地址，将其作为参数传递到服务端
> 
> 服务端：服务端接收到该参数后，便用一个变量来接收，同时将其作为token保存在数据库，并将该token设置到session中。客户端每次请求的时候都要统一拦截，将客户端传递的token和服务器端session中的token进行对比，相同则登录成功，不同则拒绝。
> 
> 此方式客户端和服务端统一了唯一的标识，并且保证每一个设备拥有唯一的标识。缺点是服务器端需要保存mac地址；优点是客户端无需重新登录，只要登录一次以后一直可以使用，对于超时的问题由服务端进行处理。

**b.用sessionid作为token**

> 客户端：客户端携带用户名和密码登录
> 
> 服务端：接收到用户名和密码后进行校验，正确就将本地获取的sessionid作为token返回给客户端，客户端以后只需带上请求的数据即可。
> 
> 此方式的优点是方便，不用存储数据，缺点就是当session过期时，客户端必须重新登录才能请求数据。
> 
> 当然，对于一些保密性较高的应用，可以采取两种方式结合的方式，将设备mac地址与用户名密码同时作为token进行认证。

**APP利用token机制进行身份认证**

> 用户在登录APP时，APP端会发送加密的用户名和密码到服务器，服务器验证用户名和密码，如果验证成功，就会生成相应位数的字符产作为token存储到服务器中，并且将该token返回给APP端。
> 
> 以后APP再次请求时，凡是需要验证的地方都要带上该token，然后服务器端验证token，成功返回所需要的结果，失败返回错误信息，让用户重新登录。其中，服务器上会给token设置一个有效期，每次APP请求的时候都验证token和有效期。

**token的存储**

token可以存到数据库中，但是有可能查询token的时间会过长导致token丢失（其实token丢失了再重新认证一个就好，但是别丢太频繁，别让用户[没事儿][Link 2]就去认证）。

为了避免查询时间过长，可以将token放到内存中。这样查询速度绝对就不是问题了，也不用太担心占据内存，就算token是一个32位的字符串，应用的用户量在百万级或者千万级，也是占不了多少内存的。

**token的加密**

**token是很容易泄露的，如果不进行加密处理，很容易被恶意拷贝并用来登录**。

**加密的方式一般有：**

在存储的时候把token进行对称加密存储，用到的时候再解密。文章最开始提到的签名sign：将请求URL、时间戳、token三者合并，通过算法进行加密处理。

最好是**两种方式结合使用**。

还有一点，**在网络层面上token使用明文传输的话是非常危险的，所以一定要使用HTTPS协议。**

以上就是对于token在用户身份认证过程中的简单总结。

[Link 1]: https://www.baidu.com/s?wd=%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E5%99%A8&tn=24004469_oem_dg&rsv_dl=gh_pl_sl_csd
[Link 2]: https://www.baidu.com/s?wd=%E6%B2%A1%E4%BA%8B%E5%84%BF&tn=24004469_oem_dg&rsv_dl=gh_pl_sl_csd