Authentication 和 Authorization

Authentication：用户认证，验证用户的身份。
Authorization：授权，指确认身份后提供操作权限。

http协议是无状态的，每一次请求都无状态。
当一个用户通过用户名和密码登录了之后，他的下一个请求不会携带任何状态，应用程序无法知道他的身份，那就必须重新认证。
因此我们希望用户登录成功之后的每一次http请求，都能够保存他的登录状态。

目前主流的用户认证方法有两种方式：

基于token
基于session

基于session的用户认证

用户登录
服务器验证信息并创建一个 session 存储在数据库中
服务器为用户生成一个 sessionId，将具有 sesssionId 的 Cookie 放置在用户浏览器中
后续请求中根据数据库验证sessionID
用户注销，会话在客户端和服务器端都被销毁

基于token（令牌）的用户认证

最常用的是 JSON Web Token（JWT）

用户登录
服务器验证信息并返回已签名的 token 存储在客户端中（存在local storage 或 cookie中）
之后的HTTP请求都将token添加到请求头里
服务器解码JWT，并且如果令牌有效，则接受请求
用户注销，令牌在客户端被销毁，不需要与服务器进行交互一个关键是，令牌是无状态的（后端服务器不用保存令牌或当前session的记录）

JWT

jwt的认证原理：
一个jwt实际上就是一个字符串，由三部分组成(json格式)：

头部（header）
用于描述关于该JWT的最基本的信息，例如其类型以及签名所用的算法等。
{"typ": "JWT", "alg": "HS256"}
这是一个JWT，所用的签名算法是HS256算法。
载荷（payload）
载荷可以用来放一些不敏感的信息。
{"iss": ohn Wu JWT", "iat": 1441593502, "exp": 1441594722, "aud": "www.example.com", "sub": "jrocket@example.com", "from_user": "B", "target_user": "A"}
这里面的前五个字段都是由JWT的标准所定义的。
iss: 该JWT的签发者
sub: 该JWT所面向的用户
aud: 接收该JWT的一方
exp(expires): 什么时候过期，这里是一个Unix时间戳
iat(issued at): 在什么时候签发的把头部和载荷分别进行Base64编码之后得到两个字符串，然后再将这两个编码后的字符串用英文句号.连接在一起（头部在前），形成新的字符串：
eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn
签名（signature）
最后将上面拼接完的字符串用HS256算法进行加密。
在加密的时候需要提供一个密钥（secret）。
加密后的内容也是一个字符串，最后这个字符串就是签名，把这个签名拼接在刚才的字符串后面就能得到完整的jwt。
header部分和payload部分如果被篡改，由于篡改者不知道密钥是什么，也无法生成新的signature部分，服务端也就无法通过
在jwt中消息体是透明的，使用签名可以保证消息不被篡改。
eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJmcm9tX3VzZXIiOiJCIiwidGFyZ2V0X3VzZXIiOiJBIn

区别和优缺点

主要区别：
用户的状态保存的位置，session保存在服务端的，而jwt保存在客户端的。

jwt的优点：

可扩展性好应用程序分布式部署的情况下，session需要做多机数据共享，通常可以存在数据库或者redis里面。而jwt不需要。
无状态 jwt不在服务端存储任何状态。RESTful API的原则之一是无状态，发出请求时，总会返回带有参数的响应，不会产生附加影响。
用户的认证状态引入这种附加影响，这破坏了这一原则。
另外jwt的载荷中可以存储一些常用信息，用于交换信息，有效地使用 JWT，可以降低服务器查询数据库的次数。

jwt的缺点：

安全性
由于jwt的payload使用base64编码，没有加密，因此jwt中不能存储敏感数据。
而session的信息是存在服务端的，相对来说更安全。
性能
jwt太长。由于是无状态使用JWT，所有的数据都被放到JWT里，如果还要进行一些数据交换，那载荷会更大，经过编码之后导致jwt非常长，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里面。
并且用户在系统中的每一次http请求都会把jwt携带在Header里面，http请求的Header可能比Body还要大。而sessionId只是很短的一个字符串，因此使用jwt的http请求比使用session的开销大得多。
一次性
无状态导致了jwt是一次性的。想修改里面的内容，就必须签发一个新的jwt。
无法废弃一旦签发一个jwt，在到期之前就会始终有效，无法中途废弃。
例如你在payload中存储了一些信息，当信息需要更新时，则重新签发一个jwt，但是由于旧的jwt还没过期，拿着这个旧的jwt依旧可以登录，那登录后服务端从jwt中拿到的信息就是过时的。
为了解决这个问题就需要在服务端部署额外的逻辑，例如设置一个黑名单，一旦签发了新的jwt，那么旧的就加入黑名单（比如存到redis里面），避免被再次使用。
续签如果你使用jwt做会话管理，传统的cookie续签方案一般都是框架自带的，session有效期30分钟，30分钟内如果有访问，有效期被刷新至30分钟。
一样的道理，要改变jwt的有效时间，就要签发新的jwt。最简单的一种方式是每次请求刷新jwt，即每个http请求都返回一个新的jwt。这个方法不仅暴力不优雅，而且每次请求都要做jwt的加密解密，会带来性能问题。
另一种方法是在redis中单独为每个jwt设置过期时间，每次访问时刷新jwt的过期时间。
可以看出想要破解jwt一次性的特性，就需要在服务端存储jwt的状态。但是引入 redis 之后，就把无状态的jwt硬生生变成了有状态了，违背了jwt的初衷。而且这个方案和session都差不多了。