NodeJS学习笔记 进阶 (9)express+cookie-parser:签名机制深入剖析(ok)
个人总结:这篇文章讲解了express框架种cookie的使用,需要引用cookie-parser这个包。读完这篇文章需要10分钟。
摘选自网络
文章导读
cookie-parser
是Express的中间件,用来实现cookie的解析,是官方脚手架内置的中间件之一。
它的使用非常简单,但在使用过程中偶尔也会遇到问题。一般都是因为对Express + cookie-parser
的签名、验证机制不了解导致的。
本文深入讲解Express + cookie-parser
的签名和验证的实现机制,以及cookie签名是如何增强网站的安全性的。
入门例子:cookie设置与解析
先从最简单的例子来看下cookie-parser
的使用,下面采用默认配置。
- cookie设置:使用
Express
的内置方法res.cookie
。 - cookie解析:使用
cookie-parser
中间件。
var express = require('express');
var cookieParser = require('cookie-parser');
var app = express();
app.use(cookieParser());
app.use(function (req, res, next) {
console.log(req.cookies.nick); // 第二次访问,输出chyingp
next();
});
app.use(function (req, res, next) {
res.cookie('nick', 'chyingp');
res.end('ok');
});
app.listen(3000);
在当前场景下,cookie-parser
中间件大致实现如下:
app.use(function (req, res, next) {
req.cookies = cookie.parse(req.headers.cookie);
next();
});
进阶例子:cookie签名与解析
出于安全的考虑,我们通常需要对cookie进行签名。
例子改写如下,有两个注意点:
cookieParser
初始化时,传入secret
作为签名的秘钥。- 设置cookie时,将
signed
设置为true
,表示对cookie进行签名。 - 获取cookie时,可以同时通过
req.cookies
,也可以通过req.signedCookies
获取。
var express = require('express');
var cookieParser = require('cookie-parser');
var app = express();
// 初始化中间件,传入的第一个参数为singed secret
app.use(cookieParser('secret'));
app.use(function (req, res, next) {
console.log(req.cookies.nick); // chyingp
console.log(req.signedCookies.nick); // chyingp
next();
});
app.use(function (req, res, next) {
// 传入第三个参数 {signed: true},表示要对cookie进行摘要计算
res.cookie('nick', 'chyingp', {signed: true});
res.end('ok');
});
app.listen(3000);
签名前的cookie值为chyingp
,签名后的cookie值为s%3Achyingp.uVofnk6k%2B9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d%2BmG9rD0
。
下面就来分析下,cookie的签名、解析是如何实现的。
cookie签名、解析实现剖析
Express完成cookie值的签名,cookie-parser
实现签名cookie的解析。两者公用同一个秘钥。
cookie签名
Express对cookie的设置(包括签名),都是通过res.cookie
这个方法实现的。
精简后的代码如下:
res.cookie = function (name, value, options) {
var secret = this.req.secret;
var signed = opts.signed;
// 如果 options.signed 为true,则对cookie进行签名
if (signed) {
val = 's:' + sign(val, secret);
}
this.append('Set-Cookie', cookie.serialize(name, String(val), opts));
return this;
};
sign
为签名函数。伪代码如下,其实就是把cookie的原始值,跟hmac后的值拼接起来。
敲黑板划重点:签名后的cookie值,包含了原始值。
function sign (val, secret) {
return val + '.' + hmac(val, secret);
}
这里的secret
哪来的呢?是cookie-parser
初始化的时候传入的。如下伪代码所示:
var cookieParser = function (secret) {
return function (req, res, next) {
req.secret = secret;
// ...
next();
};
};
app.use(cookieParser('secret'));
签名cookie解析
知道了cookie签名的机制后,如何"解析"签名cookie就很清楚了。这个阶段,中间件主要做了两件事:
- 将签名cookie对应的原始值提取出来
- 验证签名cookie是否合法
实现代码如下:
// str:签名后的cookie,比如 "s:chyingp.uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0"
// secret:秘钥,比如 "secret"
function signedCookie(str, secret) {
// 检查是否 s: 开头,确保只对签过名的cookie进行解析
if (str.substr(0, 2) !== 's:') {
return str;
}
// 校验签名的值是否合法,如合法,返回true,否则,返回false
var val = unsign(str.slice(2), secret);
if (val !== false) {
return val;
}
return false;
}
判断、提取cookie原始值比较简单。只是是unsign
方法名比较有迷惑性。
一般只会对签名进行合法校验,并没有所谓的反签名。
unsign
方法的代码如下。首先,从传入的cookie值中,分别提取出原始值A1、签名值B1。用同样的秘钥对A1进行签名,得到A2。根据A2、B1是否相等,判断签名是否合法。
exports.unsign = function(val, secret){
var str = val.slice(0, val.lastIndexOf('.'))
, mac = exports.sign(str, secret);
return sha1(mac) == sha1(val) ? str : false;
};
cookie签名的作用
主要是出于安全考虑,防止cookie被篡改,增强安全性。
举个小例子来看下cookie签名是如何实现防篡改的。
基于前面的例子展开。假设网站通过nick
这个cookie来区分当前登录的用户是谁。在前面例子中,登录用户的cookie中,nick对应的值如下:(decode后的)
s:chyingp.uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0
此时,有人试图修改这个cookie值,来达到伪造身份的目的。比如修改成xiaoming
:
s:xiaoming.uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0
当网站收到请求,对签名cookie进行解析,发现签名验证不通过。由此可判断,cookie是伪造的。
hmac("xiaoming", "secret") !== "uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0"
签名就能够确保安全吗
当然不是。
上个小节的例子,仅通过nick
这个cookie的值来判断登录的是哪个用户,这是一个非常糟糕的设计。虽然在秘钥未知的情况下,很难伪造签名cookie的,但原始值相同的情况下,签名也是相同的。这种情况下,其实是很容易伪造的。
另外,开源组件的算法是公开的,因此秘钥的安全性就成了关键,要确保秘钥不泄露。
还有很多,这里不展开。
小结
本文主要对Express + cookie-parser
的签名和解析机制进行相对深入的介绍。不少类似的总结文章中,把cookie的签名说成了加密,这是一个常见的错误,读者朋友可以注意一下。
签名部分的介绍,稍微涉及一些简单的安全知识,对这块不熟悉的同学可以留言交流。为讲解方便,部分段落、用词可能不够严谨。如有错漏,敬请指出。