Node.js 應用：Koa2 使用 JWT 進行鑒權

前言

在前後端分離的開發中，通過 Restful API 進行數據交互時，如果沒有對 API 進行保護，那麼別人就可以很容易地獲取並調用這些 API 進行操作。那麼伺服器端要如何進行鑒權呢？

Json Web Token 簡稱為 JWT，它定義了一種用於簡潔、自包含的用於通信雙方之間以 JSON 對象的形式安全傳遞信息的方法。JWT 可以使用 HMAC 演算法或者是 RSA 的公鑰密鑰對進行簽名。

說得好像跟真的一樣，那麼到底要怎麼進行認證呢？

首先用戶登錄時，輸入用戶名和密碼後請求伺服器登錄介面，伺服器驗證用戶名密碼正確後，生成token並返回給前端，前端存儲token，併在後面的請求中把token帶在請求頭中傳給伺服器，伺服器驗證token有效，返回正確數據。

既然伺服器端使用 Koa2 框架進行開發，除了要使用到 jsonwebtoken 庫之外，還要使用一個 koa-jwt 中間件，該中間件針對 Koa 對 jsonwebtoken 進行了封裝，使用起來更加方便。下麵就來看看是如何使用的。

生成token

這裡註冊了個 /login 的路由，用於用戶登錄時獲取token。

const router = require('koa-router')();
const jwt = require('jsonwebtoken');
const userModel = require('../models/userModel.js');

router.post('/login', async (ctx) => {
    const data = ctx.request.body;
    if(!data.name || !data.password){
        return ctx.body = {
            code: '000002',
            data: null,
            msg: '參數不合法'
        }
    }
    const result = await userModel.findOne({
        name: data.name,
        password: data.password
    })
    if(result !== null){
        const token = jwt.sign({
            name: result.name,
            _id: result._id
        }, 'my_token', { expiresIn: '2h' });
        return ctx.body = {
            code: '000001',
            data: token,
            msg: '登錄成功'
        }
    }else{
        return ctx.body = {
            code: '000002',
            data: null,
            msg: '用戶名或密碼錯誤'
        }
    }
});

module.exports = router;

在驗證了用戶名密碼正確之後，調用 jsonwebtoken 的 sign() 方法來生成token，接收三個參數，第一個是載荷，用於編碼後存儲在 token 中的數據，也是驗證 token 後可以拿到的數據；第二個是密鑰，自己定義的，驗證的時候也是要相同的密鑰才能解碼；第三個是options，可以設置 token 的過期時間。

獲取token

接下來就是前端獲取 token，這裡是在 vue.js 中使用 axios 進行請求，請求成功之後拿到 token 保存到 localStorage 中。這裡登錄成功後，還把當前時間存了起來，除了判斷 token 是否存在之外，還可以再簡單的判斷一下當前 token 是否過期，如果過期，則跳登錄頁面

submit(){
    axios.post('/login', {
        name: this.username,
        password: this.password
    }).then(res => {
        if(res.code === '000001'){
            localStorage.setItem('token', res.data);
            localStorage.setItem('token_exp', new Date().getTime());
            this.$router.push('/');
        }else{
            alert(res.msg);
        }
    })
}

然後請求伺服器端API的時候，把 token 帶在請求頭中傳給伺服器進行驗證。每次請求都要獲取 localStorage 中的 token，這樣很麻煩，這裡使用了 axios 的請求攔截器，對每次請求都進行了取 token 放到 headers 中的操作。

axios.interceptors.request.use(config => {
    const token = localStorage.getItem('token');
    config.headers.common['Authorization'] = 'Bearer ' + token;
    return config;
})

驗證token

通過 koa-jwt 中間件來進行驗證，用法也非常簡單

const koa = require('koa');
const koajwt = require('koa-jwt');
const app = new koa();

// 錯誤處理
app.use((ctx, next) => {
    return next().catch((err) => {
        if(err.status === 401){
            ctx.status = 401;
            ctx.body = 'Protected resource, use Authorization header to get access\n';
        }else{
            throw err;
        }
    })
})

app.use(koajwt({
    secret: 'my_token'
}).unless({
    path: [/\/user\/login/]
}));

通過 app.use 來調用該中間件，並傳入密鑰 {secret: 'my_token'}，unless 可以指定哪些 URL 不需要進行 token 驗證。token 驗證失敗的時候會拋出401錯誤，因此需要添加錯誤處理，而且要放在 app.use(koajwt()) 之前，否則不執行。

如果請求時沒有token或者token過期，則會返回401。

解析koa-jwt

我們上面使用 jsonwebtoken 的 sign() 方法來生成 token 的，那麼 koa-jwt 做了些什麼幫我們來驗證 token。

resolvers/auth-header.js

module.exports = function resolveAuthorizationHeader(ctx, opts) {
    if (!ctx.header || !ctx.header.authorization) {
        return;
    }
    const parts = ctx.header.authorization.split(' ');
    if (parts.length === 2) {
        const scheme = parts[0];
        const credentials = parts[1];
        if (/^Bearer$/i.test(scheme)) {
            return credentials;
        }
    }
    if (!opts.passthrough) {
        ctx.throw(401, 'Bad Authorization header format. Format is "Authorization: Bearer <token>"');
    }
};

在 auth-header.js 中，判斷請求頭中是否帶了 authorization，如果有，將 token 從 authorization 中分離出來。如果沒有 authorization，則代表了客戶端沒有傳 token 到伺服器，這時候就拋出 401 錯誤狀態。

verify.js

const jwt = require('jsonwebtoken');

module.exports = (...args) => {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        jwt.verify(...args, (error, decoded) => {
            error ? reject(error) : resolve(decoded);
        });
    });
};

在 verify.js 中，使用 jsonwebtoken 提供的 verify() 方法進行驗證返回結果。jsonwebtoken 的 sign() 方法來生成 token 的，而 verify() 方法則是用來認證和解析 token。如果 token 無效，則會在此方法被驗證出來。

index.js

const decodedToken = await verify(token, secret, opts);
if (isRevoked) {
    const tokenRevoked = await isRevoked(ctx, decodedToken, token);
    if (tokenRevoked) {
        throw new Error('Token revoked');
    }
}
ctx.state[key] = decodedToken;  // 這裡的key = 'user'
if (tokenKey) {
    ctx.state[tokenKey] = token;
}

在 index.js 中，調用 verify.js 的方法進行驗證並解析 token，拿到上面進行 sign() 的數據 {name: result.name, _id: result._id}，並賦值給 ctx.state.user，在控制器中便可以直接通過 ctx.state.user 拿到 name 和 _id。

安全性

• 如果 JWT 的加密密鑰泄露的話，那麼就可以通過密鑰生成 token，隨意的請求 API 了。因此密鑰絕對不能存在前端代碼中，不然很容易就能被找到。
• 在 HTTP 請求中，token 放在 header 中，中間者很容易可以通過抓包工具抓取到 header 里的數據。而 HTTPS 即使能被抓包，但是它是加密傳輸的，所以也拿不到 token，就會相對安全了。

總結

這上面就是 jwt 基本的流程，這或許不是最完美的，但在大多數登錄中使用已經足夠了。
上面的代碼可能不夠具體，這裡使用 Koa + mongoose + vue.js 實現的一個例子 ： jwt-demo，可以做為參考。

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