發展史
很久很久以前，Web基本上就是文檔的瀏覽而已,既然是瀏覽，作爲服務器、不需要記錄誰在某一段時間裏都瀏覽了什麼文檔。
每次請求都是一個新的HTTP協議,就是請求加響應，尤其不用記住是誰則剛發了HTTP請求,每個請求相對來說都是全新的。
但是隨着交互式Web應用的興起，像在線購物網站和需要登錄的網站等就面臨一個問題，那就是要管理會話,必須記住哪些人登錄系統,哪些人往自己的購物車中加入了商品。
也就是說必須把每個人區分開，這是一個不小的挑戰,因爲HTTP請求是無狀態的,所以想出的辦法就是給大家發一個會話標識(Session ID)。
說白了就是一個隨機的字串,每個人收到的都不一樣，每次大家發起HTTP請求的時候,把這個字符串給一併捎過來,這樣就能區分開誰是誰了。
這樣大家很高興了，可是服務器就不高興了，每個人只需要保存自己的Session ID，而服務器則要保存所有人的Session ID。如果訪問服務器多了，就得有成千上萬，甚至幾十萬或上百萬個。這對服務器來說是一個巨大的開銷，嚴重限制了服務器擴展能力。
比如用2個機器組成了一個集羣，小明通過機器A登錄了系統，那麼SessionID會保存在機器A上，假設小明的下一次請求被轉發到機器B怎麼辦？機器B沒有小明的Session ID。
這時候會採用一點小伎倆：Session sticky，就是讓小明的請求一直粘連在機器A上，但是這也不管用，要是機器A掛掉了，請求還得轉到機器B上去。
那隻好做Session 的複製了，把Session ID在2個機器之間來搬去，非常累。
後來有個叫Mencached的支了招：把Session ID集中存儲到一個地方，所有的機器都來訪問這個地方的Session數據。
這樣一來，就不用複製了，但是增加了單點失敗的可能性，要是那個負責Session的機器掛了，所有人都得重新登錄一遍，估計得被網絡噴子“照顧”一番。
後來嘗試把這個單點的機器也集羣，增加可靠性，但不管如何，這小小的Session還是一個沉重的負擔。
於是有人提出，爲什麼要保存這個可惡的Session，只讓每個客戶端去保存該多好。可是如果不保存這些SessionID，怎麼驗證客戶端發出的Session ID的確是正確生成的呢?
如果不去驗證，都不知道他們是不是合法登錄的用戶，哪些不懷好意的傢伙們就可以僞造Session ID爲所欲爲了。
關鍵點就是驗證。比如說，小明已經登錄了系統，給他發了一個令牌(Token)，這裏邊包含了小明的user id，下一次小明再次通過HTTP請求訪問的時候，把這個token通過HTTP Header帶過來不就可以了。不過這和Session ID沒有本質區別，任何人都可以僞造，所以得想辦法，讓別人僞造不了。
那就對數據做一個簽名(加密)吧，比如說用HMAC-SHA256真法，加上一個只有我才知道的密鑰，對數據做一個簽名,把這個簽名和數據一起作爲token，由於密鑰別人不知道，就無法僞造token 了。
這個token不保存，當小明把這個token發過來的時候，再用同樣的HMAC-SHA256算法和同樣的密鑰,對數據再計算一次簽名，和token中的簽名做個比較，如果相同，就知道小明已經登錄過了，並且可以直接取到小明的user id，如果不相同，數據部分肯定被人篡改過，就告訴發送者：對不起，沒有您認證。
Token中的數據是明文保存的(雖然會用Base64做下編碼,但那不是加密)，還是可以被別人看到的，所以不能在其中保存像密碼這樣的敏感信息。
當然，如果一個人的token被別人偷走了，那也沒辦法，也會認爲小偷就是合法用戶，這其實和一個人的Session ID被人偷走是一樣的。這樣一來，就不用保存Session ID了，只是生成token，然後驗證token，用CPU計算時間獲取了我的Session 儲空間。解除了Session D這個負擔,可以說是無事一身輕，機器集羣現在可以輕鬆地做水平擴展，用戶訪問量增大，直接加機器就行。這種無狀態的感覺實在是太好了。
Cookie
cookie是一個非常具體的東西，指的就是瀏覽器裏面能永久存儲的一種數據，僅僅是瀏覽器實現的一種數據存儲功能。cookie是由服務器生成，發送給瀏覽器，瀏覽器把cookie以Key-Value形式保存到某個目錄下的文本文件內,下一次請求同一網站時會把該cookie發送給服務器。
由於cookie是存在客戶端上的，所以瀏覽器加入一些限制,確保cookie 不會被惡療使用，同時不會佔據太多磁盤空間。所以每個域的cookie數量是有限的。
Session
Session從字面上講，就是會話。這個就類似於正在和一個人交談，怎麼知道當前和你交談的是張三而不是李四呢？對方肯定有某種特徵表明他就是張三。
Session也是類似的道理，服務器要知道當前發請求給自己的是誰。
爲了做這種區分，服務器就要給每個客戶端分配不同的身份標識，然後客戶端每次向服務器發請求的時候，都帶上這個身份標識，服務器就知道這個請求來自於誰了。
至於客戶端怎麼保存這個“身份標識"，可以有很多種方式，對於瀏覽器客戶端，大家都默認採用cookie的方式。
服務器使用Session 把用戶的信息臨時保存在了服務器上，用戶離開網站後Session會被銷燬。
這種用戶信息存儲方式相對cookie來說更安全，可是Session有一個缺陷：如果Web服務器做了負載均衡，那麼下一個操作請求到了另一臺服務器的時候Session就會丟失。
Token
在Web領域基於Token的身份驗證隨處可見。在大多數使用Web API的互聯網公司中，token是多用戶下處理認證的最佳方式。
以下特性會在程序中使用基於Token的身份驗證：
1、無狀態、可擴展
2、支持移動設備
3、跨程序調用
4、安全
大部分的API和Web應用部使用token。例如Facebook，Twiter，Google+，GitHub等
Token的起源
在介紹基於Token的身份驗證的原理與優勢之前，不妨先看看之前的認證都是怎麼做的。
基於服務器的驗證
HTTP協議是無狀態的，這種無狀態意味着程序需要驗證每一次請求，從而辨別客戶端的身份。
在這之前，程序都是通過在服務端存儲的登錄信息來辨別i求的。這種方式一般都是通過存儲Session來完成。隨着We應用程序移動端的興起，這種驗證的方式逐漸暴露出了問題，尤其是在可擴展性方面。
基於服務器驗證方式暴露的一些問題:
1、Seesion;每次認證用戶發起請求時，服務器需要去創建一個記錄來存儲信息。當越來越多的用戶發請求時，內存的開銷也會不斷增加。
2、可擴展性：在服務端的內存中使用Seesion 存儲登錄信息，伴隨而來的是可擴展性問題。
3、跨域資源共享(CORS)：當需要讓數據跨多合移動設備使用時，跨域驚源的共享會是一個讓人頭疼的問題，在使用Ajax抓取另一個域的資源，就可能會出現禁止請求的情況。
4、跨站請求僞造(SRF）：用戶在訪問銀行網站時，很容易受到跨站請求僞造的攻擊，並且容易被利用訪回其他的網站。
在這些問題中，可擴展性是最突出的，因此有必要去尋求種更有行之有效的方法。
基於Token的驗證原理
基於Token的身份驗證是無狀態的，不將用戶信息存在服務器或Session中，這種概念解決了在服務端存儲信息時的許多問題。
NosSession意味着程序可以根據需要去增減機器，而不用擔心用戶是否登錄。
基於Token的身份驗證的過程如下:
1、用戶通過用戶名和密碼發送請求
2、程序驗證
3、程序返回一個簽名的token給客戶端
4、客戶端儲存token，並且每次用於每次發送請求
5、服務端驗itoken並返回數據
每一次請求都需要token。token應該在HTTP的頭部發送從而保證了HTTP請求無狀態。
通過設置服務器屬性 Access-Control-Allow-Origin:*， 讓服務器能接受到來自所有城的請求。、
需要注意的是，在ACAO頭部標明(designating)*時，不得帶有像HTTP認證，客戶端SSL證書和cookie的證書。
實現思路:
1、用戶登錄校驗,校驗成功後就返回token給客戶端
2、客戶端收到數據後保存在客戶端
3、客戶端每次訪問API是攜帶token到服務器端
4、服務器端採用filter過濾器校驗。校驗成功則返回請求數據，校驗失敗則返回錯誤碼。
當在程序中認證了信息並取得token之後，便能通過這個token做許多的事情。
甚至能創建一個基於權限的token傳給第三方應用程序，這些第三方程序能夠獲取到我們的數據(當然只有在我們允許的特定的token下)。
Tokens的優勢
無狀態、可擴展
在客戶端存儲的Tokens是無狀態的，並且能夠被擴展。基於這種無狀態和不存儲Session信息，負載均衡器能夠將用戶信息從一個服務器傳到其他服務器上。
如果將已驗證的用戶信息保存在Session，則每次請求都需要用戶向已驗證的服務器發送驗證信息。
但是不要着急。使用token之後這些問題都會迎刃而解，因爲tokens 自己hold住了用戶的驗證信息。
安全性
請求中發送token而不再是發送cookie能夠防止跨站請求僞造(CSRF).
即使在客戶端使用cookie存儲token。cookie也僅是一個存儲機制而不是用於認證。不怒急昂信息存儲在Session中，讓我們少了對Session的操作。
token 是有時效的，一段時間後用戶需要重新驗證。我們也不一定需要等到token自動失效，token有撤回操作，通過ken revocation 可以使一個特定的token或是一組形同的認證的token無效。
可拓展性
Token 能夠創建與其他程序共享權限的程序。例如，能將一個隨便的社交帳號和自己的Fackbook或Twitter 系起來。
當通過服務登錄Twitter (我們將這個過程稱作Buffer)時，可以將這些Buffer附到Twitter 數據流上。
使用token時，可以提供可選的權限給第三方應用程序。當用戶想讓另一個應用程序訪問它們的數據，可以通過建自己的API，產生特殊權限的tokens.。
多平臺跨域
再來談論一下跨域資源共享(CORS)，對應用程序和服進行擴展的時候，需要介入各種各種的設備和應用程序。
只要用戶有一個通過了驗證的token,數據和資源就能在任何域上被請求到。
本文出自 《計算機與網絡》 2019. 22期 “詳細瞭解 Cookie Session Token”