项目背景

最近在开发一个微信公众号商城，在调用下单、支付、查询订单等等接口时，需要验证用户的身份。微信提供了openid作为识别用户身份的凭证，可以结合openid设计一套用户身份权限认证机制。考虑到安全性和易实现程度，备选的方案有Session认证机制和Token认证机制，本文在比较了两者的特点后选择了Token认证机制，然后详细阐述了如何实现Token认证机制。

接口设计

在寻找合适的认证方式之前，先说明一下项目前后端的设计。项目的前后端是分离的，前端使用AJAX的方式向后端请求操作资源（增、删、改）；后端接口设计遵循RESTful API原则，结果以JSON格式返回。

身份认证备选方案

Session认证

在web网站中，session可以将访客状态记录在服务器中，并分配一个唯一的session id给访客，并将该id附加在headers中返回给客户端。客户端接收到session id后，会将id存储在cookie，之后客户端每次访问服务器，传送的cookie中都会携带session id，服务器以此来识别访客的身份。

Token认证

token认证方式中客户端和服务器的交互过程与session的类似，客户端向服务端请求token，拿到token后，客户端可以在之后的请求中将token附加在header，以验证用户的身份和权限。

比较两种认证方式

【此处应该列举诸多不同，但是一定要提到为什么token更适合，而不是session】

1. token认证更灵活。对于session认证，客户端每次发送求情都会发送cookie；而对于token认证，可以在需要身份验证的场景下才发送token。
2. token允许多域名认证。cookie是绑定单域名的，在a域名生成的cookie无法用于b域名，所以session id无法作为不同域名的共同认证id。而token认证则不受限制，token可以附加在任何请求上。
3. 在客户端的存储方式不同。session自动存储在cookie，而token则需要定义存储的方式。token通常可以存储在localStorage（永久存储，浏览器关闭时不清除token）、sessionStorage（浏览器关闭时token会被清除）、cookie。值得一提的是，即使将token存储在cookie，也可以免疫CSRF，因为cookie中的token并不用于认证。
4. CSRF(跨站请求伪造)。认证免疫CSRF(跨站请求伪造)，而session认证则存在遭受CSRF的可能性。
5. 跨站脚本攻击(XSS)。相对于session认证，token认证更容易遭受跨站脚本攻击(XSS)。

本项目考虑到Token认证机制更灵活,例如token可以控制是否附加在请求、token本身可以进行自定义加密、可以将token存储在cookie以外的地方，所以选定Token认证机制作为商城应用的用户身份权限认证机制。

获取token的流程

1. 客户端向服务端token接口提交code，请求获取token。此处的code是引导用户进入授权页面后微信服务器附加上去的，详细方法见微信公众平台的微信授权网页文档。
2. 服务端通过code向微信公众平台换取用户的openid。微信授权网页有两种授权scope，本项目只需要用户的openid，不需要用户更多的信息，所以将scope设为snsapi_base。
3. 微信公众平台向服务端返回了openid等等信息。
4. 服务端生成token，将token和用户信息以键值对的形式存储后，服务端返回token给客户端。

存储token及用户信息的流程

1. 服务端获取用户的openid后，在数据库中登记用户的信息，并取出用户的id。
2. 服务端以token为key，以openid、user id、权限信息等为value，将该键值对存入缓存中。在存入缓存时，注意设置缓存有效时间，过长的有效期存在安全隐患，对于本项目，用户办理业务后短时间内不会再访问，所以将token的有效期设置为2小时。

调用接口时的token认证流程

1. 客户端将token附加在header，向业务接口发送请求。

2. 业务接口在执行业务逻辑前，凭token验证用户的身份。分别验证以下三点：

   • token的合法性（有记录）
   • token的有效性（没过期）
   • Token对应的用户权限Auth

总结

Token机制的特点

• 使用灵活，可以选择性认证。
• 可以多个域名使用同一token认证体系。
• 在客户端的存储灵活，除了存储在cookie，还可以选择localStorage、sessionStorage。
• 免疫CSRF(跨站请求伪造)。

Token认证机制的三个流程

• 获取Token的流程。
• 存储Token及身份权限信息的流程。
• 调用接口时的Token认证流程。特别注意需要验证token的合法性、时效性、关联的用户权限。