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在express框架下使用jwt实现验证

jiezi

在 express 框架下使用 jwt 实现验证。

接着上遍文章 (使用 session 保存用户数据) 来让使用 jwt 保存用户数据。
这里会用到passport-jwt/jsonwebtoken。
passport-jwt 是 passport 的一个验证策略。它使用 jwt（json web token）验证。
jsonwebtoken 是一个编码、解码、验证 jwt 的模块。

使用 jwt 保存用户数据与使用 session 保存用户数据对比

session json web token
保存在 server 保存在 client

因 session 保存在 server，所以服务器压力比较大。听说并发量达到 1k 时就能看到效果。
因 jwt 保存在 client，所以需要加密。

使用 jwt

1. 安装依赖。

npm i passport-jwt jsonwebtoken

2. 创建一个配置文件，引用配置是使用。

// ./config.js
module.exports = {
    secretKey: '12345-67890-9876-54321',
    mongoUrl: 'mongodb://localhost:27017/confusion'
}

3. 使用数据库链接配置

var config = require('./config')
...
const url = config.mongoUrl
const connet = mongoose.connect(url, {useNewUrlParse: true, useCreateIndex: true})

4. 创建验证文件

./authenticate.js
var passport = require('passport'),
  LocalStrategy = require('passport-local').Strategy,
  User = require('./models/user')

var JwtStrategy = require('passport-jwt').Strategy,
  ExtractJwt = require('passport-jwt').ExtractJwt,
  jwt = require('jsonwebtoken')

var config = require('./config.js')

passport.use(new LocalStrategy(User.authenticate()))
passport.serializeUser(User.serializeUser())
passport.deserializeUser(User.deserializeUser())

exports.getToken = function (user) {return jwt.sign(user, config.secretKey, {expiresIn: 3600}) // 签发 token 时设置超时时间是 3600s
}

var opts = {}
opts.jwtFromRequest = ExtractJwt.fromAuthHeaderAsBearerToken() // 从验证头中提取，模型默认是 `'bearer'`.
opts.secretOrKey = config.secretKey

exports.jwtPassport = passport.use(new JwtStrategy(opts, (jwt_payload, done) => {console.log('JWT payload:', jwt_payload)
  User.findOne({_id: jwt_payload._id}, (err, user) => {if (err) {return done(err, false)
    } else {if (user) {return done(null, user)
      } else {return done(null, false)
      }
    }
  })
}))

exports.verifyUser = passport.authenticate('jwt', {session: false}) // 使用 jwt 就不再需要 session 保存用户数据了。

5. 用户申请登录时把 jwt 给前端

// routes/users.js
...
var authenticate = require('../authticate')
router.post('/login', passport.authenticate('local'), (req, res) => { // 登录时还是使用 passport-local
    var token = authenticate.getToken({_id: req.user._id}) // 得到签发后的 jwt
    res.statusCode = 200
    res.setHeader('Content-Type', 'application/json')
    res.json({success: true, token: token, status: 'You are successful logged in!'})
})

6. 前端保存 token

// use localStorage
$.ajax({
  type: 'post',
  dataType: 'json',
  url: 'users/login',
  data: {
    username: 'un',
    password: 'pw'
  },
  success: funciton (res) {localStorage.token = getToken(res)
    },
  error: funciton (err) {...}
})
// 还可以使用 vux 方法。// 还可以使用封装 axios 方法。

7. 用户登录超时

jsonwebtoken 验证 jwt 后，若结果不通过，会有 3 种错误类型。分别是
TokenExpiredError // 当 token 超时时抛出。

err = {
    name: 'TokenExpiredError',
    massage: 'jwt expired',
    expired: [ExpDate]
}

JsonWebTokenError
jwt 错误

err = {
    name: 'JsonWebTokenError',
    message: 'jwt malformed' // 'jwt malformed', 'jwt signature in required', 'invalid signature', 'jwt audience invalid. expected: [OPTIONS AUDIENCE]', 'jwt issuer invalid. expected: [OPTIONS ISSUER]', 'jwt id invalid. expected:[OPTIONS JWT ID]', 'jwt subject invalid. expected: [OPTIONS SUBJECT]'
}

NotBeforeError
当当前时间超过 nbf 的值时抛出该错误。

err = {
    name: 'NotBeforeError',
    message: 'jwt not active',
    date: 2018-10-04T16:10:44.000Z
}

passport 在验证 jwt 不通过时 (token 过期也是一种不通过) 自动向前端发送“状态码为 401，内容是 Unauthorized”.
在使用 passport/passport-jwt/jsonwebtoken 时没有发现处理 token 过期的方法。所以在使用 passport-jwt 验证不通过时再写一个验证是否过期的方法。

// authenicate.js
...
export.verifyUser = passport.authenticate('jwt', {
  session: false,
  failureRedirect: '/error/auth' // 在这个路由里统一处理验证不通过的事情
  })
// routes/error.js
...
router.get('/auth', (req, res, next) => {
  let header = req.headers
  let rawToken = header.authorization
  if (!rawToken.split(' ').length) {
    res.json({ // 统一的数据结构方便前端使用
      code: 403,
      data: {},
      message: 'error for get token'
    })
  } else {let token = rawToken.split(' ')[1]
    jwt.verify(token, config.secretKey, err => { // 这里用到 jsonwebtoken/config。注意引用
      switch (err.name) {
        case 'TokenExpiredError':
        case 'NotBeforeError':
          let payload = jwt.decode(token)
          token = authenticate.getToken({_id: payload._id})
          res.statusCode = 200
          res.setHeader('Content-Type', 'application/json')
          res.json({success: true, token: token, status: '已经刷新 token'})
          break
        case 'JsonWebTokenError':
        default:
          res.statusCode = 401
          res.json({
            code: 401,
            data: {error: err},
            message: 'token 错误'
          })
          break
      }
      })
  }
  })

8. 用户 jwt 验证不通过

passport 在验证 jwt 不通过时 (token 过期也是一种不通过) 自动向前端发送“状态码为 401，内容是 Unauthorized”.

9. 用户申请登出

在前端删除 token.

10. 不要打断活动用户的操作

在 no.7 里若因为 token 过期造成验证不通过，则向前端返回了新的 token。不是在不影响用户操作前提下更新用户的 token 的。下面在的总结的几种不影响用户操作的前提下更新用户的 token 的方法。

  1. 前端设置一个定时器。在小于过期时间时向后端请求新 token 并保存起来。
  2. 把 token 放在 cookie 时。后端从 cookie 里取出 token，在过期前更新 token。
  3. 将 token 存入 DB（如 Redis）中，失效则删除；但增加了一个每次校验时候都要先从 DB 中查询 token 是否存在的步骤，而且违背了 JWT 的无状态原则（这不就和 session 一样了么？）。
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