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Cookie、Session 和 JWT

news 2025/9/1 10:31:00

Cookie、Session 和 JWT

Cookie、Session 和 JWT 是 Web 开发中用于用户身份验证和状态管理的三种主流技术，它们在存储位置、安全性、用途和实现方式上有显著差异。以下是它们的详细对比和适用场景分析：

1. Cookie

特点

存储位置：客户端（浏览器）的本地文件或内存中。
数据大小：通常不超过 4KB（不同浏览器限制可能不同）。
生命周期：
- 会话 Cookie：浏览器关闭后自动删除。
- 持久 Cookie：通过 Expires 或 Max-Age 设置过期时间（如记住密码功能）。
安全性：
- 可设置 HttpOnly（禁止 JavaScript 访问，防止 XSS 攻击窃取）。
- Secure（仅 HTTPS 传输，防止中间人攻击）。
- SameSite（限制跨站请求携带 Cookie，防止 CSRF 攻击）。
传输方式：浏览器自动在 HTTP 请求头中携带（如 Cookie: sessionId=abc123）。

用途

存储非敏感数据（如用户偏好、主题设置）。
跟踪用户行为（如广告分析）。
存储身份验证令牌（如 JWT 或 Session ID）。
实现“记住我”功能（持久 Cookie）。

示例

# 服务器设置 Cookie
Set-Cookie: sessionId=abc123; Path=/; HttpOnly; Secure; SameSite=Strict# 浏览器后续请求自动携带
GET /home HTTP/1.1
Cookie: sessionId=abc123

2. Session

特点

存储位置：服务器端（内存、数据库或缓存如 Redis）。
数据大小：无严格限制（受服务器资源限制）。
生命周期：
- 默认由服务器配置（如 30 分钟无操作后过期）。
- 可手动销毁（如用户登出）。
安全性：
- 依赖 Cookie 传输 session_id（需防范 session_id 泄露）。
- 服务器存储敏感数据，安全性较高。
传输方式：客户端通过 Cookie 携带 session_id，服务器根据 ID 查询会话数据。

用途

存储用户登录状态（如用户 ID、权限）。
存储临时数据（如购物车、表单提交状态）。
适合传统单体应用或需要服务器控制状态的场景。

示例流程

用户登录 → 服务器生成唯一 session_id 并存储用户数据。
服务器返回 session_id 到客户端（通过 Cookie）。
客户端后续请求携带 session_id → 服务器验证并返回对应数据。

# 服务器设置 session_id Cookie
Set-Cookie: session_id=xyz789; Path=/; HttpOnly# 服务器存储的 Session 数据（伪代码）
sessions = {"xyz789": { "user_id": 1, "username": "alice" }
}

3. JWT (JSON Web Token)

特点

存储位置：通常存储在客户端（Cookie 或 LocalStorage/SessionStorage）。
数据大小：比 Cookie 更大（可包含用户信息、权限等）。
生命周期：
- 通过 exp（过期时间）字段控制有效期。
- 签发后无法撤销（需设置短过期时间 + Refresh Token 机制）。
安全性：
- 数据加密签名（如 HS256、RS256），防止篡改。
- 若存储在 LocalStorage，需防范 XSS 攻击（建议用 HttpOnly Cookie 存储）。
无状态性：服务器无需存储会话数据，解码 JWT 即可验证用户身份。

用途

分布式系统（微服务架构，避免 Session 共享问题）。
移动应用或前后端分离项目（减少服务器查询）。
需要无状态认证的场景（如 API 授权）。

示例流程

用户登录 → 服务器生成 JWT（包含用户信息 + 签名）。
服务器返回 JWT 到客户端（通过 Cookie 或 Authorization 头）。
客户端后续请求携带 JWT → 服务器验证签名并解析数据。

# 服务器返回 JWT（通过 Authorization 头）
Authorization: Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJ1c2VyX2lkIjoxLCJleHAiOjE2MzA0MDAwMDB9.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c# JWT 结构（解码后）
{"user_id": 1,"exp": 1630400000  # 过期时间戳
}

4. 三者对比总结

特性	Cookie	Session	JWT
存储位置	客户端	服务器端	客户端（加密数据）
数据大小	小（4KB）	大（受服务器限制）	较大（可包含用户信息）
状态管理	无状态（仅存储标识符）	有状态（服务器存储会话数据）	无状态（自包含数据）
安全性	依赖属性设置（HttpOnly/Secure）	依赖 `session_id` 保密性	依赖签名算法（防篡改）
性能	高（无需服务器查询）	低（需查询服务器存储）	高（无服务器查询）
适用场景	存储非敏感数据、跟踪行为	传统单体应用、敏感数据存储	分布式系统、前后端分离、API 授权
撤销机制	直接删除 Cookie	服务器销毁 Session	需等待过期（或用黑名单机制）

5. 如何选择？

用 Cookie：
- 存储简单数据（如用户偏好）。
- 需要“记住我”功能（持久 Cookie）。
用 Session：
- 传统 Web 应用（如电商、管理后台）。
- 需要服务器控制状态（如强制登出）。
用 JWT：
- 前后端分离项目（如 React/Vue + Spring Boot）。
- 分布式系统（微服务架构）。
- 需要无状态认证的 API（如移动应用后端）。

6. 最佳实践

Cookie + Session：
- 设置 HttpOnly、Secure、SameSite=Strict 防止攻击。
- 使用 Redis 存储 Session（解决分布式 Session 问题）。
JWT：
- 避免在 JWT 中存储敏感数据（如密码）。
- 结合 Refresh Token 机制（短有效期 Access Token + 长有效期 Refresh Token）。
- 若用 LocalStorage 存储 JWT，需防范 XSS 攻击（建议用 CSP 策略）。
混合方案：
- 用 JWT 授权 API，用 Session 管理 Web 端登录状态。