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[Vue+Flask]前后端分离JWT用户认证授权

传统Flask通过Flask-Login的login_user()解决登录问题，通过session进行处理，不适合前后端分离系统，所以使用JWT进行用户认证

Session-cookie:

Session是对于服务端来说的，客户端是没有Session一说的。Session是服务器在和客户端建立连接时添加客户端连接标志，最终会在服务器软件(Apache、Tomcat、JBoss)转化为一个临时Cookie(SessionId)发送给给客户端，当客户端请求时服务器会检查是否携带了这个SessionId(临时Cookie)，如果没有则会要求重新登录。

问题：

如果我们的页面出现了 XSS 漏洞，由于 cookie 可以被 JavaScript 读取，XSS 漏洞会导致用户SessionId泄露，而作为后端识别用户的标识，cookie 的泄露意味着用户信息不再安全。在设置 cookie 的时候，其实你还可以设置 httpOnly 以及 secure 项。设置 httpOnly 后 cookie 将不能被 JS 读取，浏览器会自动的把它加在请求的 header 当中，设置 secure 的话，cookie 就只允许通过 HTTPS 传输。

httpOnly 选项使得 JS 不能读取到 cookie，那么 XSS 注入的问题也基本不用担心了。但设置 httpOnly 就带来了另一个问题，就是很容易的被 XSRF或CSRF(跨站请求伪造)。当你浏览器开着这个页面的时候，另一个页面可以很容易的跨站请求这个页面的内容。因为 cookie 默认被发了出去。

由于后端保存了所有用户的Session，后端每次都需要根据SessionId查出用户Session进行匹配，加大了服务器端的压力。

JWT:

JWT 是一个开放标准(RFC 7519)，它定义了一种用于简洁，自包含的用于通信双方之间以 JSON 对象的形式安全传递信息的方法。JWT 可以使用 HMAC 算法或者是 RSA 的公钥密钥对进行签名。它具备两个特点：

简洁(Compact)

可以通过URL, 参数或者在 HTTP header 发送，因为数据量小，传输速度快

自包含(Self-contained)

负载中包含了所有用户所需要的信息，避免了多次查询数据库

JWT一共由三部分组成，header（头部）、payload（负载）、signature（签名）通过‘.’进行拼接

header(头部) 转Base64

alg 加密算法

typ 类型

payload(负载) 自定义信息内容, 不建议存储敏感信息(如密码) 转Base64

iss 签发者

sub 面向的用户

aud 接收jwt的一方

exp 过期时间(必须大于签发时间jat)

nbf 定义在什么时间之前，该jwt都是不可用的

jat 签发时间

jti 唯一身份标识，主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击

signature(签名) 一共三部分。转base64的header和转base64的payload拼接之后，然后使用header中声明的加密方式和secret加盐的方式加密字符串

转Base64的header

转Base64的payload

secret(私钥)

最后一步签名的过程，实际上是对头部以及负载内容进行签名，防止内容被窜改。如果有人对头部以及负载的内容解码之后进行修改，再进行编码，最后加上之前的签名组合形成新的JWT的话，那么服务器端会判断出新的头部和负载形成的签名和JWT附带上的签名是不一样的。如果要对新的头部和负载进行签名，在不知道服务器加密时用的密钥的话，得出来的签名也是不一样的。

差异比较

Session方式存储用户id的最大弊病在于Session是存储在服务器端的，所以需要占用大量服务器内存，对于较大型应用而言可能还要保存许多的状态。一般而言，大型应用还需要借助一些KV数据库和一系列缓存机制来实现Session的存储。

JWT方式将用户状态分散到了客户端中，可以明显减轻服务端的内存压力。除了用户id之外，还可以存储其他的和用户相关的信息，例如该用户是否是管理员、用户所在的分组等。虽说JWT方式让服务器有一些计算压力（例如加密、编码和解码），但是这些压力相比磁盘存储而言可能就不算什么了。具体是否采用，需要在不同场景下用数据说话

单点登录

Session方式来存储用户id，一开始用户的Session只会存储在一台服务器上。对于有多个子域名的站点，每个子域名至少会对应一台不同的服务器，例如：www.taobao.com，nv.taobao.com，nz.taobao.com，login.taobao.com。所以如果要实现在login.taobao.com登录后，在其他的子域名下依然可以取到Session，这要求我们在多台服务器上同步Session。使用JWT的方式则没有这个问题的存在，因为用户的状态已经被传送到了客户端。

1|0JWT认证流程

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首先，前端通过Web表单将自己的用户名和密码发送到后端的接口。这一过程一般是一个HTTP POST请求。建议的方式是通过SSL加密的传输（https协议），从而避免敏感信息被嗅探。
后端核对用户名和密码成功后，将用户的id等其他信息作为JWT Payload（负载），将其与头部分别进行Base64编码拼接后签名，形成一个JWT。形成的JWT就是一个形同hhh.ppp.sss的字符串。
后端将JWT字符串作为登录成功的返回结果返回给前端。前端可以将返回的结果保存在localStorage或sessionStorage上，退出登录时前端删除保存的JWT即可。
前端在每次请求时将JWT放入HTTP Header中的Authorization位。(解决XSS和XSRF问题)
后端检查是否存在，如存在验证JWT的有效性。例如，检查签名是否正确；检查JWT是否过期；检查JWT的接收方是否是自己
验证通过后后端使用JWT中包含的用户信息进行其他逻辑操作，返回相应结果。

2|0Vue前端

2|1Vue-router

成功登录时，将后端返回的jwt存入sessionStorage

使用Vue-router在前端每次界面切换前都判断jwt，不符合要求则跳转至login登录界面

// 路由守护 router.beforeEach((to, from, next)=>{ const accessToken = window.sessionStorage.getItem('accessToken')

if(accessToken) { // 重新登录后，转到之前的页面

if(Object.keys(from.query).length !== 0) { let redirect = from.query.redirect if(to.path === redirect) // 解决无限循环问题 { next() } else { next({path:redirect}) // 重新登录后，转到之前的页面 } } }

if(accessToken && to.path !== '/login') { // 有token 但不是去 login页面 next() } else if(accessToken && to.path === '/login') { //用户已经登陆，不让访问Login登录界面 next({path: from.fullPath}) } else if(!accessToken && to.path !== '/login') { // 未登录 next('/login') } else { next() } })

2|2axios

axios 全局配置拦截器

request拦截器每次向后端请求携带header头Authorization信息

// http request 拦截器 axios.interceptors.request.use( config =>{ if(sessionStorage.getItem("accessToken")) { config.headers.Authorization = sessionStorage.getItem("accessToken") } return config; }, err => { return Promise.reject(err); } )

response拦截器若接收到403错误，则是未登录，无权访问，则清除sessionStorage信息并跳转至login登录界面

/ http response 拦截器 axios.interceptors.response.use( response => { return response; }, error => { if(error.response){ console.log('axios:' + error.response.status); switch(error.response.status){ case 403: // 返回403 清除token信息并跳转到登录页面 sessionStorage.clear() router.replace({ path: '/login', query: {redirect: router.currentRoute.fullPath} // 重新登录后，返回之前的页面 }) Message({showClose:true, message:'未登录，返回登陆界面', type:'error', duration:3000}) } } return Promise.reject(error); // 返回接口的错误信息 } )

3|0Flask后端

安装PyJWT pip install PyJWT
编写JWT生成函数与解密函数(util.py)
key = "123456" # secret私钥,可通过配置文件导入 def generate_access_token(username: str = "", algorithm: str = 'HS256', exp: float = 2): """ 生成access_token :param username: 用户名(自定义部分) :param algorithm: 加密算法 :param exp: 过期时间 :return:token """ now = datetime.utcnow() exp_datetime = now + timedelta(hours=exp) access_payload = { 'exp': exp_datetime, 'flag': 0, #标识是否为一次性token，0是，1不是 'iat': now, # 开始时间 'iss': 'leon', # 签名 'username': username #用户名(自定义部分) } access_token = jwt.encode(access_payload, key, algorithm=algorithm) return access_token def decode_auth_token(token: str): """ 解密token :param token:token字符串 :return: """ try: payload = jwt.decode(token, key=key, algorithms='HS256') except (jwt.ExpiredSignatureError, jwt.InvalidTokenError, jwt.InvalidSignatureError): return "" else: return payload def identify(auth_header: str): """ 用户鉴权 """ if auth_header: payload = decode_auth_token(auth_header) if not payload: return False if "username" in payload and "flag" in payload: if payload["flag"] == 0: return payload["username"] else: return False return False
编写登录保护函数(util.py)
def login_required(f): """ 登录保护，验证用户是否登录 :param f: :return: """ @wraps(f) def wrapper(*args, **kwargs): token = request.headers.get("Authorization", default=None) if not token: return 'not Login','403 Permission Denied' username = identify(token) if not username: return 'not Login','403 Permission Denied' # return 响应体, 状态码, 响应头 return f(*args, **kwargs) return wrapper