文章導讀

cookie-parser 是Express的中間件，用來實現(xiàn)cookie的解析，是官方腳手架內置的中間件之一。

它的使用非常簡單，但在使用過程中偶爾也會遇到問題。一般都是因為對 Express + cookie-parser 的簽名、驗證機制不了解導致的。

本文深入講解 Express + cookie-parser 的簽名和驗證的實現(xiàn)機制，以及cookie簽名是如何增強網(wǎng)站的安全性的。

文本同步收錄于GitHub主題系列 《Nodejs學習筆記》

入門例子：cookie設置與解析

先從最簡單的例子來看下 cookie-parser 的使用，這里采用默認配置。

1. cookie設置：使用 Express 的內置方法 res.cookie() 。
2. cookie解析：使用 cookie-parser 中間件。

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); // 第二次訪問，輸出chyingp
 next();
});

app.use(function (req, res, next) { 
 res.cookie('nick', 'chyingp');
 res.end('ok');
});
app.listen(3000);

在當前場景下， cookie-parser 中間件大致實現(xiàn)如下：

app.use(function (req, res, next) {
 req.cookies = cookie.parse(req.headers.cookie);
 next();
});

進階例子：cookie簽名與解析

出于安全的考慮，我們通常需要對cookie進行簽名。

例子改寫如下，有幾個注意點：

1. cookieParser 初始化時，傳入 secret 作為簽名的秘鑰。
2. 設置cookie時，將 signed 設置為 true ，表示對即將設置的cookie進行簽名。
3. 獲取cookie時，可以通過 req.cookies ，也可以通過 req.signedCookies 獲取。

var express = require('express');
var cookieParser = require('cookie-parser');
var app = express();
// 初始化中間件，傳入的第一個參數(shù)為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) { 
 // 傳入第三個參數(shù) {signed: true}，表示要對cookie進行摘要計算
 res.cookie('nick', 'chyingp', {signed: true});
 res.end('ok');
});
app.listen(3000);

簽名前的cookie值為 chyingp ，簽名后的cookie值為 s%3Achyingp.uVofnk6k%2B9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d%2BmG9rD0 ，decode后為 s:chyingp.uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0 。

下面就來分析下，cookie的簽名、解析是如何實現(xiàn)的。

cookie簽名、驗證實現(xiàn)剖析

Express完成cookie值的簽名， cookie-parser 實現(xiàn)簽名cookie的解析。兩者共用同一個秘鑰。

cookie簽名

Express對cookie的設置（包括簽名），都是通過 res.cookie() 這個方法實現(xiàn)的。

精簡后的代碼如下：

res.cookie = function (name, value, options) { 
 var secret = this.req.secret;
 var signed = opts.signed;
 // 如果 options.signed 為true，則對cookie進行簽名
 if (signed) {
  val = 's:' + sign(val, secret);
 }
 this.append('Set-Cookie', cookie.serialize(name, String(val), opts));
 return this;
};

sign 為簽名函數(shù)。偽代碼如下，其實就是把cookie的原始值，跟hmac后的值拼接起來。

敲黑板劃重點：簽名后的cookie值，包含了原始值。

function sign (val, secret) {
 return val + '.' + hmac(val, secret);
}

這里的 secret 哪來的呢？是 cookie-parser 初始化的時候傳入的。如下偽代碼所示：

var cookieParser = function (secret) {
 return function (req, res, next) {
  req.secret = secret;
  // ...
  next();
 };
};
app.use(cookieParser('secret'));

簽名cookie解析

知道了cookie簽名的機制后，如何"解析"簽名cookie就很清楚了。這個階段，中間件主要做了兩件事：

1. 將簽名cookie對應的原始值提取出來
2. 驗證簽名cookie是否合法

實現(xiàn)代碼如下：

// str：簽名后的cookie，比如 "s:chyingp.uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0"
// secret：秘鑰，比如 "secret"
function signedCookie(str, secret) {

 // 檢查是否 s: 開頭，確保只對簽過名的cookie進行解析
 if (str.substr(0, 2) !== 's:') {
  return str;
 }

 // 校驗簽名的值是否合法，如合法，返回true，否則，返回false
 var val = unsign(str.slice(2), secret);
 
 if (val !== false) {
  return val;
 }

 return false;
}

判斷、提取cookie原始值比較簡單。只是是 unsign 方法名比較有迷惑性。

一般只會對簽名進行合法校驗，并沒有所謂的反簽名。

unsign 方法的代碼如下：

1. 首先，從傳入的cookie值中，分別提取出原始值A1、簽名值B1。
2. 其次，用同樣的秘鑰對A1進行簽名，得到A2。
3. 最后，根據(jù)A2、B1是否相等，判斷簽名是否合法。

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簽名的作用

主要是出于安全考慮， 防止cookie被篡改 ，增強安全性。

舉個小例子來看下cookie簽名是如何實現(xiàn)防篡改的。

基于前面的例子展開。假設網(wǎng)站通過 nick 這個cookie來區(qū)分當前登錄的用戶是誰。在前面例子中，登錄用戶的cookie中，nick對應的值如下：(decode后的)

s:chyingp.uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0

此時，有人試圖修改這個cookie值，來達到偽造身份的目的。比如修改成 xiaoming ：

s:xiaoming.uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0

當網(wǎng)站收到請求，對簽名cookie進行解析，發(fā)現(xiàn)簽名驗證不通過。由此可判斷，cookie是偽造的。

hmac("xiaoming", "secret") !== "uVofnk6k+9mHQpdPlQeOfjM8B5oa6mppny9d+mG9rD0"

簽名就一定能夠確保安全嗎

當然不是。

上個小節(jié)的例子，僅通過 nick 這個cookie的值來判斷登錄的是哪個用戶，這是一個非常糟糕的設計。雖然在秘鑰未知的情況下，很難偽造簽名cookie。但用戶名相同的情況下，簽名也是相同的。這種情況下，其實是很容易偽造的。

另外，開源組件的算法是公開的，因此秘鑰的安全性就成了關鍵，要確保秘鑰不泄露。

還有很多，這里不展開。

小結

本文主要對 Express + cookie-parser 的簽名和解析機制進行相對深入的介紹。

不少類似的總結文章中，把cookie的簽名說成了加密，這是一個常見的錯誤，讀者朋友需要注意一下。

簽名部分的介紹，稍微涉及一些簡單的安全知識，對這塊不熟悉的同學可以留言交流。為講解方便，部分段落、用詞可能不夠嚴謹。如有錯漏，敬請指出。

相關鏈接

https://github.com/expressjs/cookie-parser

https://github.com/chyingp/nodejs-learning-guide

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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