set-cookie字段,cookie文件介绍+原理,如何查看cookie文件,在基于http协议服务器的代码实现,cookie存在问题+解决(会话机制)

引入

介绍

原理

描述

图解

保存"cookie文件"的方法

内存级

文件级

查看cookie文件

示例

实现

介绍

代码

核心代码

全部代码

示例

介绍

存在的必要性

如何解决

问题梳理

引入

会话机制 -- 解决信息泄漏问题

介绍

用途

解决cookie被盗取

引入

http协议默认是无状态的,每一次的请求都是独立事件

但是,我们回想一下:

当我们登录某个网站后,他就像记住了我们的用户信息一样,无论访问它的哪个页面,我们都是已经登录的状态
即使我们关闭网页/电脑,重新打开,依然是已登录的状态
但这似乎和http协议的无状态特性冲突了,服务器怎么能记住我们的用户信息的呢?

其实靠的就是set-cookie字段

它可以帮助实现http对登录用户的会话保持功能

介绍

是http协议中报头字段的一部分,用于在Web服务器和客户端之间传输HTTP cookie信息

它里面可以设置一些属性值
用;隔开多个属性

原理

描述

当我们登录某网站时

会将[输入的账号密码等数据]随着请求发过去(有get(url中) / post(正文中)方法)

然后服务器收到请求

将请求解析,提取出用户信息
完成用户认证后,会将其重定向至首页(因为此时客户端处于服务器的登录页面)
然后将输入的数据填充到set-cookie字段里,发回给客户端

当浏览器收到服务器发回的响应

浏览器会在它内部的cookie文件中保存字段里的数据
(set-cookie相当于是命令客户端让它把这个字段携带的数据写入到cookie里)

这样当浏览器再次访问相同的服务器时

浏览器会自动帮我们将cookie文件中的数据填充到请求里
然后在服务器里自动进行用户认证,这样就不需要用户手动输入了

而如果请求里没有携带cookie信息

则会跳转到登录页面让你登录
然后就是重复上述操作

图解

保存"cookie文件"的方法

虽然说是文件,但也不一定以文件的方式存放数据

内存级

为什么可以是内存?

因为浏览器也是一个进程,是进程就可以进行内存空间的分配(new / malloc)
在Web开发中,有时需要在客户端会话期间在内存中存储cookie,而不是持久化到硬盘上
当用户关闭浏览器时就会被删除

文件级

将数据往磁盘中写

即使把浏览器关闭,cookie文件里的数据依然存在
下次启动浏览器后依然可以使用(也就是之前登录过的网站不需要重新登陆)

查看cookie文件

我们可以从左上角的图标那里点击查看正在使用的cookie文件

示例

b站此时已经缓存了我的用户信息

如果我们把这个文件删除,并刷新页面,就会看到登录提示:

而且,每个cookie文件都是有到期时间的,时间到了,就会自动删除

实现

介绍

我们这里使用post方式提交输入数据

所以需要在有请求正文的情况下,再填充set-cookie字段
总之就是处理字符串

代码

核心代码

    void handle_response(response &res, request &req){int code = req.code_;std::string path = req.path_;std::string content_type_data = content_type_[req.suffix_];// lg(DEBUG, "content_type_data: %s", content_type_data.c_str());res.version_ = "HTTP/1.1";if (code == 302){res.code_ = 302;res.desc_ = "Found";std::string cl = "Location: ";cl += "https://www.qq.com";(res.title_).push_back(cl);return;}if (code == 404){res.code_ = 404;res.desc_ = "Not Found";}else{res.code_ = 200;res.desc_ = "OK";}// 将读取网页和图片资源的方式分开if (req.suffix_ == ".html"){res.text_ = get_page(path);// lg(DEBUG, "text: %s", (res.text_).c_str());}else{res.text_ = b_get_page(path);}//  构建响应报头std::string cl = "Content-Length: ";cl += std::to_string((res.text_).size());// lg(DEBUG, "text_size: %d", (res.text_).size());(res.title_).push_back(cl);cl = "Content-Type: ";cl += content_type_data;(res.title_).push_back(cl);// 增加cookieif (!(req.text_).empty()){// lg(DEBUG, "TEXT: %s", req.text_.c_str());size_t left = 0, right = 0;while (true) // 把请求的正文部分的内容读出来{cl = "Set-Cookie: ";right = (req.text_).find("&", left);if (right == std::string::npos){//最后一个字段是submit,我这里就不把它保存到cookie里了break;}cl += (req.text_).substr(left, right - left);left = right + 1;(res.title_).push_back(cl);}}}

全部代码

#pragma once#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <cstring>
#include <functional>
#include <pthread.h>
#include <unordered_map>#include "socket.hpp"
#include "Serialization.hpp"static MY_SOCKET my_socket;#define buff_size 1024 * 30class http_server;
struct thread_data
{int sockfd_;std::string ip_;std::string &in_buffer_;http_server *this_;
};class http_server
{
public:http_server(const uint16_t port, const std::string &ip = "0.0.0.0"): port_(port), ip_(ip){content_type_[".html"] = "text/html";content_type_[".png"] = "image/png";content_type_[".jpg"] = "image/jpeg";content_type_[".jpeg"] = "image/jpeg";}~http_server() {}void run(){init();while (true){uint16_t client_port;std::string client_ip;// 一个线程处理一次请求(短连接)pthread_t pid;std::string in_buffer;int sockfd = 0;int count = 5;do{lg(DEBUG, "accepting ...");sockfd = my_socket.Accept(client_ip, client_port);if (sockfd != -1 || --count == 0){break;}} while (true);if (sockfd == -1){lg(ERROR, "accepting error");}lg(INFO, "get a new link..., sockfd: %d, client ip: %s, client port: %d", sockfd, client_ip.c_str(), client_port);thread_data *td = new thread_data{sockfd, client_ip, in_buffer, this};lg(DEBUG, "create pthread");pthread_create(&pid, nullptr, entry, reinterpret_cast<void *>(td));// 一个进程服务一个客户端// lg(DEBUG, "accepting ...");// int sockfd = my_socket.Accept(client_ip, client_port);// if (sockfd == -1)// {//     continue;// }// lg(INFO, "get a new link..., sockfd: %d, client ip: %s, client port: %d", sockfd, client_ip.c_str(), client_port);//  int ret = fork();//  if (ret == 0)//  {//      my_socket.Close();//  char buffer[buff_size];//  std::string in_buffer;// while (true)// {//     memset(buffer, 0, sizeof(buffer));//     int n = read(sockfd, buffer, sizeof(buffer)); //"size"\n"a op b"\n//     if (n > 0)//     {//         buffer[n] = 0;//         in_buffer += buffer; // 连续读取//         lg(INFO, "get request: \n%s", in_buffer.c_str());//         // 构建请求//         request req;//         req.deserialize(in_buffer);//         // lg(DEBUG, "path: %s ,url: %s ", (req.path_).c_str(), (req.url_).c_str());//         // 构建响应//         response res;//         handle_response(res, req);//         // 响应序列化//         std::string content;//         res.serialize(content);//         write(sockfd, content.c_str(), content.size());//     }//     else if (n == 0)//     {//         lg(INFO, "%s quit", client_ip.c_str());//         break;//     }//     else // 读出错误//     {//         break;//     }// }//     exit(0);//     close(sockfd);// }}}private:void init(){signal(SIGPIPE, SIG_IGN);signal(SIGCHLD, SIG_IGN);my_socket.Socket();my_socket.Bind(port_);my_socket.Listen();lg(INFO, "server init done");}void handle_response(response &res, request &req){int code = req.code_;std::string path = req.path_;std::string content_type_data = content_type_[req.suffix_];// lg(DEBUG, "content_type_data: %s", content_type_data.c_str());res.version_ = "HTTP/1.1";if (code == 302){res.code_ = 302;res.desc_ = "Found";std::string cl = "Location: ";cl += "https://www.qq.com";(res.title_).push_back(cl);return;}if (code == 404){res.code_ = 404;res.desc_ = "Not Found";}else{res.code_ = 200;res.desc_ = "OK";}// 将读取网页和图片资源的方式分开if (req.suffix_ == ".html"){res.text_ = get_page(path);// lg(DEBUG, "text: %s", (res.text_).c_str());}else{res.text_ = b_get_page(path);}//  构建响应报头std::string cl = "Content-Length: ";cl += std::to_string((res.text_).size());// lg(DEBUG, "text_size: %d", (res.text_).size());(res.title_).push_back(cl);cl = "Content-Type: ";cl += content_type_data;(res.title_).push_back(cl);// 增加cookieif (!(req.text_).empty()){// lg(DEBUG, "TEXT: %s", req.text_.c_str());size_t left = 0, right = 0;while (true) // 把请求的正文部分的内容读出来{cl = "Set-Cookie: ";right = (req.text_).find("&", left);if (right == std::string::npos){//最后一个字段是submit,我这里就不把它保存到cookie里了break;}cl += (req.text_).substr(left, right - left);left = right + 1;(res.title_).push_back(cl);}}}static void *entry(void *args){pthread_detach(pthread_self());thread_data *td = reinterpret_cast<thread_data *>(args);int sockfd = td->sockfd_;std::string ip = td->ip_;std::string in_buffer = td->in_buffer_;http_server *it = td->this_;// 读取请求char buffer[buff_size];bool flag = true;request req;while (true) // 虽说是短连接,但也得确保读出来的内容是一个完整的请求{memset(buffer, 0, sizeof(buffer));int n = read(sockfd, buffer, sizeof(buffer));if (n > 0){buffer[n] = 0;in_buffer += buffer; // 连续读取lg(INFO, "get request: \n%s", in_buffer.c_str());// 构建请求flag = req.deserialize(in_buffer);if (flag == false){continue;}else{break;}}else if (n == 0){lg(INFO, "%s quit", ip.c_str());return nullptr;}else{lg(ERROR, "%s read error", ip.c_str());return nullptr;}}// lg(DEBUG, "path: %s ,url: %s ", (req.path_).c_str(), (req.url_).c_str());// 构建响应response res;it->handle_response(res, req);// 响应序列化std::string content;res.serialize(content);write(sockfd, content.c_str(), content.size());//  销毁资源delete td;close(sockfd);return nullptr;}private:uint16_t port_;std::string ip_;std::unordered_map<std::string, std::string> content_type_;
};

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示例

这是我们输入名字和密码后的请求和响应的内容:

可以看到,set-cookie字段被正确填充

这是我们之后的请求,会看到请求里自动带上了cookie字段:

查看cookie文件,也是成功创建出来了:

介绍

如果电脑被别人中了病毒,读取了我们电脑上的cookie文件

这样他们那边就可以用着我们的用户数据,来登录我们登陆过的网站

这也就是qq盗号的原理

我们应该都见到过,自己的qq有被异地登录啥的

那这说明cookie文件很容易丢失啊

而且一旦丢失,都是最敏感的用户信息

存在的必要性

所以,既然这么容易丢,为什么cookie文件还会存在呢?

是因为,如果没有cookie文件的话,用户每一次访问某个网页,都需要验证用户信息
相当于一步一验证,那可太太太麻烦了
所以就需要它来辅助实现会话保持功能
所以,cookie的存在是必要的

如何解决

那如何解决它存在的问题呢?

问题梳理

我们先将它存在的问题梳理出来:

容易被盗取
导致个人私有信息泄漏

引入

其实,客户端的防范能力基本为0

所以,我们直接把私密信息放在客户端(也就是浏览器的cookie文件里),本身就是不合理的

所以,我们来重新回顾一下整个设置cookie的过程:

当用户输入登录信息后,服务器会收到这些数据进行身份认证
此时,如果不做修改的话,就直接将私密数据发送给客户端让它保存到cookie里了
我们在这里引入一个新的机制 -- session(会话)机制

会话机制 -- 解决信息泄漏问题

介绍

服务器端会维护一些数据结构,这里成为session

它里面会存放用户的各种信息
并且拥有唯一标识符session id(由服务器分配和管理)

这样的话,服务器返回给客户端的就可以是session的唯一标识符

那么在客户端之后的请求中,会自动带上session id,然后发给服务器
服务器在session集群(服务器会以某种结构管理多个session的(因为session肯定不止一个,一个用户对应一个session))中寻找是否存在这个id
找到则认证成功

用途

这样也能实现我们的会话保持功能,而且还不会泄漏隐私

虽然依然可以拿走cookie里的数据,然后冒充我们访问服务器
但拿走的并不是我们的隐私信息,只是一个id
因为隐私信息被留在了服务器内部,而没有发回给客户端保存
而服务器是有防护能力的,所以黑客很难攻破服务器盗取数据

那么,个人信息泄露的问题就解决了,cookie文件容易被盗取的问题该怎么办呢?

解决cookie被盗取

其实,cookie文件被盗取是无法绝对避免的

所以他还是可能会以某种方式拿走session id
虽然隐私信息他访问不到,但还是可以冒充我们登录服务器

如何解决呢?

还是要从服务器入手,因为黑客拿到的session id是由服务器管理的,可以分配,自然可以回收
如果服务器检测到ip地址异常(比如ip地区突然从一个地区->另一个地区,这肯定不可能嘛),就将它对应的session文件设置为暂停状态,并且让用户重新输入登录信息
如果验证失败,说明有被盗取的可能,于是把这个session直接删除

所以,即使我们无法彻底解决冒充用户的问题,但也可以通过其他手段尽可能地降低风险