随着 Web 应用的普及，用户身份验证和授权成为了应用开发的必要步骤。传统的基于 session 的身份验证已经不再适用于现代应用的需求，因为 session 跨站点状态管理比较麻烦，而且需要在服务器端维护会话，带来了很大的开销。JWT（JSON Web Token）是一种基于 token 的身份验证方式，它可以在客户端存储身份验证信息，减轻了服务器端的负担。本文将介绍如何使用 Node.js 实现基于 JWT 的身份验证和授权。
什么是 JWT？
JWT 是一种基于 token 的身份验证方案，它使用 JSON 数据格式存储用户信息，并使用签名保证安全性。JWT 由三部分组成：
- Header：存储加密算法和其他元数据的对象。
- Payload：存储用户信息的对象。
- Signature：存储签名的字符串。
JWT 可以在客户端存储，通常放在 LocalStorage 或者 Cookie 中。客户端将 JWT 发送到服务器进行身份验证，在服务器端通过验证 JWT 的签名来确认用户是否有权限访问。
实现 JWT 身份验证
基于 JWT 的身份验证流程如下：
- 用户进行身份验证，将用户名和密码提交到服务器。
- 服务器认证用户身份，生成 JWT 并返回给客户端。
- 客户端保存 JWT，每次请求时将 JWT 发送到服务器。
- 服务器验证 JWT，如果 JWT 有效，则返回对应资源，否则返回错误信息。
在 Node.js 中使用 JWT 需要先安装 jsonwebtoken 模块。
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下面是一个使用 JWT 进行身份验证的例子。
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---这个例子中，我们定义了两个接口 /login 和 /protected。
/login 接口接收用户名和密码，认证用户身份，并生成 JWT 发送给客户端。如果验证失败，则返回 401 状态码。/protected 用于获取受保护的资源，它会检查请求头中是否包含 JWT，如果包含 JWT，则解析并进行签名验证。如果 JWT 有效，则返回资源的内容，否则返回 401 状态码。
实现 JWT 授权
除了身份验证，我们还需要授权机制来限制用户能否访问某些资源。JWT 授权是基于角色或权限的，可以使用一个字段来表示用户的角色或权限。
在 Node.js 中可以使用中间件来实现 JWT 授权。下面是一个使用 JWT 进行授权的例子。
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---这个例子中，我们定义了一个中间件 authorize 用于授权。authorize 函数接收一个角色列表作为参数，返回一个中间件函数。中间件函数会从请求头中获取 JWT，解析并进行签名验证，然后对比用户的角色和角色列表是否符合要求，如果符合则保存已认证的用户信息，并继续执行下一个中间件或路由处理函数。否则返回 403 状态码。
我们可以在路由处理函数中使用 req.user 来获取已认证的用户信息。
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总结
本文介绍了如何使用 Node.js 实现基于 JWT 的身份验证及授权。JWT 身份验证可以减轻服务器的负担，而 JWT 授权可以提供精细的权限控制。这对于开发大型 Web 应用来说至关重要，希望本文对大家有所帮助。下面是本文的代码示例：
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