很久很久以前，Web 基本上就是文檔的瀏覽而已，既然是瀏覽，作為服務(wù)器，不需要記錄誰在某一段時間里都瀏覽了什么文檔，每次請求都是一個新的 HTTP 協(xié)議，就是請求加響應(yīng)，尤其是我不用記住是誰剛剛發(fā)了 HTTP 請求，每個請求對我來說都是全新的。這段時間很嗨皮。
但是隨著交互式 Web 應(yīng)用的興起，像在線購物網(wǎng)站，需要登錄的網(wǎng)站等等，馬上就面臨一個問題，那就是要管理會話，必須記住哪些人登錄系統(tǒng)，哪些人往自己的購物車中放商品，也就是說我必須把每個人區(qū)分開，這就是一個不小的挑戰(zhàn)，因為 HTTP 請求是無狀態(tài)的，所以想出的辦法就是給大家發(fā)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，每次大家向我發(fā)起 HTTP 請求的時候，把這個字符串給一并捎過來，這樣我就能區(qū)分開誰是誰了。
這樣大家很嗨皮了，可是服務(wù)器就不嗨皮了，每個人只需要保存自己的 session id，而服務(wù)器要保存所有人的 session id ！如果訪問服務(wù)器多了，就得由成千上萬，甚至幾十萬個。
這對服務(wù)器說是一個巨大的開銷 ，嚴重的限制了服務(wù)器擴展能力，比如說我用兩個機器組成了一個集群，小 F 通過機器 A 登錄了系統(tǒng)，那 session id 會保存在機器 A 上，假設(shè)小 F 的下一次請求被轉(zhuǎn)發(fā)到機器 B 怎么辦？機器 B 可沒有小 F 的 session id 啊。
有時候會采用一點小伎倆：session sticky ，就是讓小 F 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，還得轉(zhuǎn)到機器 B 去。
那只好做 session 的復(fù)制了，把 session id 在兩個機器之間搬來搬去，快累死了。

后來有個叫 Memcached 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數(shù)據(jù)，這樣一來，就不用復(fù)制了，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，估計得被人罵死。

也嘗試把這個單點的機器也搞出集群，增加可靠性，但不管如何，這小小的 session 對我來說是一個沉重的負擔
于是有人就一直在思考，我為什么要保存這可惡的 session 呢，只讓每個客戶端去保存該多好？
可是如果不保存這些 session id , 怎么驗證客戶端發(fā)給我的 session id 的確是我生成的呢？如果不去驗證，我們都不知道他們是不是合法登錄的用戶，那些不懷好意的家伙們就可以偽造 session id , 為所欲為了。
嗯，對了，關(guān)鍵點就是驗證！
比如說，小 F 已經(jīng)登錄了系統(tǒng)，我給他發(fā)一個令牌 (token)，里邊包含了小 F 的 user id，下一次小 F 再次通過 Http 請求訪問我的時候，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(zhì)區(qū)別啊，任何人都可以可以偽造，所以我得想點兒辦法，讓別人偽造不了。
那就對數(shù)據(jù)做一個簽名吧，比如說我用 HMAC-SHA256 算法，加上一個只有我才知道的密鑰，對數(shù)據(jù)做一個簽名，把這個簽名和數(shù)據(jù)一起作為 token ，由于密鑰別人不知道，就無法偽造 token 了。

這個 token 我不保存，當小 F 把這個 token 給我發(fā)過來的時候，我再用同樣的 HMAC-SHA256 算法和同樣的密鑰，對數(shù)據(jù)再計算一次簽名，和 token 中的簽名做個比較，如果相同，我就知道小 F 已經(jīng)登錄過了，并且可以直接取到小 F 的 user id , 如果不相同，數(shù)據(jù)部分肯定被人篡改過，我就告訴發(fā)送者：對不起，沒有認證。

Token 中的數(shù)據(jù)是明文保存的（雖然我會用 Base64 做下編碼，但那不是加密），還是可以被別人看到的，所以我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，那我也沒辦法，我也會認為小偷就是合法用戶，這其實和一個人的 session id 被別人偷走是一樣的。
這樣一來，我就不保存 session id 了，我只是生成 token , 然后驗證 token ，我用我的 CPU 計算時間獲取了我的 session 存儲空間 ！
解除了 session id 這個負擔，可以說是無事一身輕，我的機器集群現(xiàn)在可以輕松地做水平擴展，用戶訪問量增大，直接加機器就行。這種無狀態(tài)的感覺實在是太好了！
Cookie 是一個非常具體的東西，指的就是瀏覽器里面能永久存儲的一種數(shù)據(jù)，僅僅是瀏覽器實現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)存儲功能。
Cookie 由服務(wù)器生成，發(fā)送給瀏覽器，瀏覽器把 cookie 以 kv 形式保存到某個目錄下的文本文件內(nèi)，下一次請求同一網(wǎng)站時會把該 cookie 發(fā)送給服務(wù)器。由于 cookie 是存在客戶端上的，所以瀏覽器加入了一些限制確保 cookie 不會被惡意使用，同時不會占據(jù)太多磁盤空間，所以每個域的 cookie 數(shù)量是有限的。
Session 從字面上講，就是會話。這個就類似于你和一個人交談，你怎么知道當前和你交談的是張三而不是李四呢？對方肯定有某種特征（長相等）表明他就是張三。
Session 也是類似的道理，服務(wù)器要知道當前發(fā)請求給自己的是誰。為了做這種區(qū)分，服務(wù)器就要給每個客戶端分配不同的 “身份標識”，然后客戶端每次向服務(wù)器發(fā)請求的時候，都帶上這個 “身份標識”，服務(wù)器就知道這個請求來自于誰了。至于客戶端怎么保存這個 “身份標識”，可以有很多種方式，對于瀏覽器客戶端，大家都默認采用 cookie 的方式。
服務(wù)器使用 session 把用戶的信息臨時保存在了服務(wù)器上，用戶離開網(wǎng)站后 session 會被銷毀。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(wù)器做了負載均衡，那么下一個操作請求到了另一臺服務(wù)器的時候 session 會丟失。
在基于 Session 的身份驗證中，服務(wù)器將在用戶登錄后為用戶創(chuàng)建一個 Session。然后，Session ID 會被存儲在用戶瀏覽器的 Cookie 中。當用戶保持登錄狀態(tài)時，Cookie 將與每個后續(xù)請求一起被發(fā)送出去。然后，服務(wù)器可以將存儲在 Cookie 上的 Session ID 與存儲在內(nèi)存中或者數(shù)據(jù)庫中的 Session 信息進行比較，以驗證用戶的身份，返回給用戶客戶端響應(yīng)信息的時候會附帶用戶當前的狀態(tài)。
對照下面的示意圖應(yīng)該更容易理解。

在 Web 領(lǐng)域基于 Token 的身份驗證隨處可見。在大多數(shù)使用 Web API 的互聯(lián)網(wǎng)公司中，tokens 是多用戶下處理認證的最佳方式。
大部分你見到過的 API 和 Web 應(yīng)用都使用 tokens。例如 Facebook, Twitter, Google+, GitHub 等。
以下幾點特性會讓你在程序中使用基于 Token 的身份驗證：

• 無狀態(tài)、可擴展

• 支持移動設(shè)備

• 跨程序調(diào)用

• 安全
  在介紹基于 Token 的身份驗證的原理與優(yōu)勢之前，不妨先看看之前的認證都是怎么做的。
  基于服務(wù)器的驗證：
  我們都是知道 HTTP 協(xié)議是無狀態(tài)的，這種無狀態(tài)意味著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(wù)端存儲的登錄信息來辨別請求的。這種方式一般都是通過存儲 Session 來完成。
  隨著 Web，應(yīng)用程序，已經(jīng)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。
  基于服務(wù)器驗證方式暴露的一些問題：
  1.Seesion：每次認證用戶發(fā)起請求時，服務(wù)器需要去創(chuàng)建一個記錄來存儲信息。當越來越多的用戶發(fā)請求時，內(nèi)存的開銷也會不斷增加。
  2.可擴展性：在服務(wù)端的內(nèi)存中使用 Seesion 存儲登錄信息，伴隨而來的是可擴展性問題。
  3.CORS(跨域資源共享)：當我們需要讓數(shù)據(jù)跨多臺移動設(shè)備上使用時，跨域資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，就可以會出現(xiàn)禁止請求的情況。
  4.CSRF(跨站請求偽造)：用戶在訪問銀行網(wǎng)站時，他們很容易受到跨站請求偽造的攻擊，并且能夠被利用其訪問其他的網(wǎng)站。
  在這些問題中，可擴展行是最突出的。因此我們有必要去尋求一種更有行之有效的方法。
  基于 Token 的身份驗證是無狀態(tài)的，我們不將用戶信息存在服務(wù)器或 Session 中。
  這種概念解決了在服務(wù)端存儲信息時的許多問題。NoSession 意味著你的程序可以根據(jù)需要去增減機器，而不用去擔心用戶是否登錄。
  基于 Token 的身份驗證的過程如下:

• 用戶通過用戶名和密碼發(fā)送請求。

• 程序驗證。

• 程序返回一個簽名的 token 給客戶端。

• 客戶端儲存 token, 并且每次用于每次發(fā)送請求。

• 服務(wù)端驗證 token 并返回數(shù)據(jù)。
  每一次請求都需要 token。token 應(yīng)該在 HTTP 的頭部發(fā)送從而保證了 Http 請求無狀態(tài)。我們同樣通過設(shè)置服務(wù)器屬性 Access-Control-Allow-Origin:* ，讓服務(wù)器能接受到來自所有域的請求。需要主要的是，在 ACAO 頭部標明 (designating)* 時，不得帶有像 HTTP 認證，客戶端 SSL 證書和 cookies 的證書。
  實現(xiàn)思路：

5.用戶登錄校驗，校驗成功后就返回 Token 給客戶端。
6.客戶端收到數(shù)據(jù)后保存在客戶端。
7.客戶端每次訪問 API 是攜帶 Token 到服務(wù)器端。
8.服務(wù)器端采用 filter 過濾器校驗。校驗成功則返回請求數(shù)據(jù)，校驗失敗則返回錯誤碼。
當我們在程序中認證了信息并取得 token 之后，我們便能通過這個 Token 做許多的事情。
我們甚至能基于創(chuàng)建一個基于權(quán)限的 token 傳給第三方應(yīng)用程序，這些第三方程序能夠獲取到我們的數(shù)據(jù)（當然只有在我們允許的特定的 token）
無狀態(tài)、可擴展
在客戶端存儲的 Token 是無狀態(tài)的，并且能夠被擴展?；谶@種無狀態(tài)和不存儲 Session 信息，負載負載均衡器能夠?qū)⒂脩粜畔囊粋€服務(wù)傳到其他服務(wù)器上。
如果我們將已驗證的用戶的信息保存在 Session 中，則每次請求都需要用戶向已驗證的服務(wù)器發(fā)送驗證信息 (稱為 Session 親和性)。用戶量大時，可能會造成 一些擁堵。
但是不要著急。使用 Token 之后這些問題都迎刃而解，因為 Token 自己 hold 住了用戶的驗證信息。
安全性
請求中發(fā)送 token 而不再是發(fā)送 cookie 能夠防止 CSRF(跨站請求偽造)。即使在客戶端使用 cookie 存儲 token，cookie 也僅僅是一個存儲機制而不是用于認證。不將信息存儲在 Session 中，讓我們少了對 session 操作。
Token 是有時效的，一段時間之后用戶需要重新驗證。我們也不一定需要等到 Token 自動失效，Token 有撤回的操作，通過 token revocataion 可以使一個特定的 Token 或是一組有相同認證的 token 無效。
可擴展性
Token 能夠創(chuàng)建與其它程序共享權(quán)限的程序。例如，能將一個隨便的社交帳號和自己的大號 (Fackbook 或是 Twitter) 聯(lián)系起來。當通過服務(wù)登錄 Twitter(我們將這個過程 Buffer) 時，我們可以將這些 Buffer 附到 Twitter 的數(shù)據(jù)流上 (we are allowing Buffer to post to our Twitter stream)。
使用 Token 時，可以提供可選的權(quán)限給第三方應(yīng)用程序。當用戶想讓另一個應(yīng)用程序訪問它們的數(shù)據(jù)，我們可以通過建立自己的 API，得出特殊權(quán)限的 tokens。
多平臺跨域
我們提前先來談?wù)撘幌?CORS(跨域資源共享)，對應(yīng)用程序和服務(wù)進行擴展的時候，需要介入各種各種的設(shè)備和應(yīng)用程序。
Having our API just serve data, we can also make the design choice to serve assets from a CDN. This eliminates the issues that CORS brings up after we set a quick header configuration for our application.
只要用戶有一個通過了驗證的 token，數(shù)據(jù)和資源就能夠在任何域上被請求到。
基于標準
創(chuàng)建 Token 的時候，你可以設(shè)定一些選項。我們在后續(xù)的文章中會進行更加詳盡的描述，但是標準的用法會在 JSON Web Token 體現(xiàn)。
最近的程序和文檔是供給 JSON Web Token 的。它支持眾多的語言。這意味在未來的使用中你可以真正的轉(zhuǎn)換你的認證機制。（end）