一、背景知識
Authentication和Authorization的區別：
Authentication：用戶認證，指的是驗證用戶的身份，例如你希望以小A的身份登錄，那麼應用程序需要通過用戶名和密碼確認你真的是小A。
Authorization：授權，指的是確認你的身份之後提供給你權限，例如用戶小A可以修改數據，而用戶小B只能閱讀數據。
由於http協議是無狀態的，每一次請求都無狀態。當一個用戶通過用戶名和密碼登錄了之後，他的下一個請求不會攜帶任何狀態，應用程序無法知道他的身份，那就必須重新認證。因此我們希望用戶登錄成功之後的每一次http請求，都能夠保存他的登錄狀態。
目前主流的用戶認證方法有基於token和基於session兩種方式。
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基於session的用戶認證
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基於jwt
二、基於session的用戶認證
基於session的認證流程如下：
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用戶輸入其登錄信息
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服務器驗證信息是否正確，並創建一個session，然後將其存儲在數據庫中
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服務器爲用戶生成一個sessionId，將具有sesssionId的Cookie將放置在用戶瀏覽器中
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在後續請求中，會根據數據庫驗證sessionID，如果有效，則接受請求
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一旦用戶註銷應用程序，會話將在客戶端和服務器端都被銷燬
三、基於token（令牌）的用戶認證
常用的是JSON Web Token（jwt）：
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用戶輸入其登錄信息
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服務器驗證信息是否正確，並返回已簽名的token
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token儲在客戶端，例如存在local storage或cookie中
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之後的HTTP請求都將token添加到請求頭裏
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服務器解碼JWT，並且如果令牌有效，則接受請求
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一旦用戶註銷，令牌將在客戶端被銷燬，不需要與服務器進行交互的一個關鍵是，令牌是無狀態的。後端服務器不需要保存令牌或當前session的記錄。
3.1jwt的組成
jwt的認證原理：
一個jwt實際上就是一個字符串，它由三部分組成，頭部、載荷與簽名，這三個部分都是json格式。
頭部（Header）
頭部用於描述關於該JWT的最基本的信息，例如其類型以及簽名所用的算法等。
{
"typ": "JWT",
"alg": "HS256"
}
在這裏，我們說明了這是一個JWT，並且我們所用的簽名算法是HS256算法。
載荷（Payload）
載荷可以用來放一些不敏感的信息。
{
"iss": "John Wu JWT",
"iat": 1441593502,
"exp": 1441594722,
"aud": "www.example.com",
"sub": "[email protected]",
"from_user": "B",
"target_user": "A"
}
這裏面的前五個字段都是由JWT的標準所定義的。
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iss: 該JWT的簽發者
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sub: 該JWT所面向的用戶
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aud: 接收該JWT的一方
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exp(expires): 什麼時候過期，這裏是一個Unix時間戳
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iat(issued at): 在什麼時候簽發的
把頭部和載荷分別進行Base64編碼之後得到兩個字符串，然後再將這兩個編碼後的字符串用英文句號.連接在一起（頭部在前），形成新的字符串：
eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0
簽名（signature）
最後，我們將上面拼接完的字符串用HS256算法進行加密。在加密的時候，我們還需要提供一個密鑰（secret）。加密後的內容也是一個字符串，最後這個字符串就是簽名，把這個簽名拼接在剛纔的字符串後面就能得到完整的jwt。
header部分和payload部分如果被篡改，由於篡改者不知道密鑰是什麼，也無法生成新的signature部分，服務端也就無法通過，在jwt中，消息體是透明的，使用簽名可以保證消息不被篡改。
eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn0.rSWamyAYwuHCo7IFAgd1oRpSP7nzL7BF5t7ItqpKViM
四、區別和優缺點：
基於session和基於jwt的方式的主要區別就是用戶的狀態保存的位置，session是保存在服務端的，而jwt是保存在客戶端的。
jwt的優點：
可擴展性好：應用程序分佈式部署的情況下，session需要做多機數據共享，通常可以存在數據庫或者redis裏面。而jwt不需要。
無狀態：jwt不在服務端存儲任何狀態。RESTful API的原則之一是無狀態，發出請求時，總會返回帶有參數的響應，不會產生附加影響。用戶的認證狀態引入這種附加影響，這破壞了這一原則。另外jwt的載荷中可以存儲一些常用信息，用於交換信息，有效地使用 JWT，可以降低服務器查詢數據庫的次數。
jwt的缺點：
安全性：由於jwt的payload是使用base64編碼的，並沒有加密，因此jwt中不能存儲敏感數據。而session的信息是存在服務端的，相對來說更安全。
性能：jwt太長。由於是無狀態使用JWT，所有的數據都被放到JWT裏，如果還要進行一些數據交換，那載荷會更大，經過編碼之後導致jwt非常長，cookie的限制大小一般是4k，cookie很可能放不下，所以jwt一般放在local storage裏面。並且用戶在系統中的每一次http請求都會把jwt攜帶在Header裏面，http請求的Header可能比Body還要大。而sessionId只是很短的一個字符串，因此使用jwt的http請求比使用session的開銷大得多。
一次性:無狀態是jwt的特點，但也導致了這個問題，jwt是一次性的。想修改裏面的內容，就必須簽發一個新的jwt.
（1）無法廢棄
通過上面jwt的驗證機制可以看出來，一旦簽發一個jwt，在到期之前就會始終有效，無法中途廢棄。例如你在payload中存儲了一些信息，當信息需要更新時，則重新簽發一個jwt，但是由於舊的jwt還沒過期，拿着這個舊的jwt依舊可以登錄，那登錄後服務端從jwt中拿到的信息就是過時的。爲了解決這個問題，我們就需要在服務端部署額外的邏輯，例如設置一個黑名單，一旦簽發了新的jwt，那麼舊的就加入黑名單（比如存到redis裏面），避免被再次使用。
（2）續簽
如果你使用jwt做會話管理，傳統的cookie續簽方案一般都是框架自帶的，session有效期30分鐘，30分鐘內如果有訪問，有效期被刷新至30分鐘。一樣的道理，要改變jwt的有效時間，就要簽發新的jwt。最簡單的一種方式是每次請求刷新jwt，即每個http請求都返回一個新的jwt。這個方法不僅暴力不優雅，而且每次請求都要做jwt的加密解密，會帶來性能問題。另一種方法是在redis中單獨爲每個jwt設置過期時間，每次訪問時刷新jwt的過期時間。
可以看出想要破解jwt一次性的特性，就需要在服務端存儲jwt的狀態。但是引入 redis 之後，就把無狀態的jwt硬生生變成了有狀態了，違背了jwt的初衷。而且這個方案和session都差不多了。
五、總結
適合使用jwt的場景：
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有效期短
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只希望被使用一次
比如，用戶註冊後發一封郵件讓其激活賬戶，通常郵件中需要有一個鏈接，這個鏈接需要具備以下的特性：能夠標識用戶，該鏈接具有時效性（通常只允許幾小時之內激活），不能被篡改以激活其他可能的賬戶，一次性的。這種場景就適合使用jwt。
而由於jwt具有一次性的特性。單點登錄和會話管理非常不適合用jwt，如果在服務端部署額外的邏輯存儲jwt的狀態，那還不如使用session。基於session有很多成熟的框架可以開箱即用，但是用jwt還要自己實現邏輯。