WordPress wp_set_auth_cookie函数如何实现跨请求身份验证持久化 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

好的，我们开始今天的讲座，主题是 WordPress 的 wp_set_auth_cookie 函数如何实现跨请求的身份验证持久化。这是一个理解 WordPress 身份验证机制的关键点，掌握它对于开发安全的 WordPress 插件和主题至关重要。

一、身份验证的本质

在深入 wp_set_auth_cookie 之前，我们先来回顾一下身份验证的本质。身份验证的核心目标是：

识别用户： 确认请求的发起者是谁。
授权访问： 确定用户是否具备访问特定资源的权限。
维持会话： 在多次请求中，保持用户的身份状态，避免重复登录。

传统的 Web 应用通常使用 Session 和 Cookie 来实现这一目标。WordPress 也不例外，但它在此基础上进行了定制和增强。

二、Cookie 的作用

Cookie 是一种小型文本文件，由服务器发送到用户的浏览器，并存储在用户的计算机上。当用户再次访问同一服务器时，浏览器会将该 Cookie 发送回服务器。这样，服务器就可以识别用户，并记住用户的状态。

在 WordPress 身份验证中，Cookie 扮演着至关重要的角色，它负责存储用户的身份验证信息。

三、wp_set_auth_cookie 函数详解

wp_set_auth_cookie 函数是 WordPress 中设置身份验证 Cookie 的核心函数。它的作用是：

生成身份验证凭证： 根据用户名、密码和可选的 remember 参数，生成用于身份验证的凭证信息。
创建身份验证 Cookie： 将生成的身份验证凭证存储在 Cookie 中，并设置 Cookie 的过期时间。
发送 Cookie 到浏览器： 将 Cookie 发送回用户的浏览器，以便浏览器在后续请求中携带该 Cookie。

wp_set_auth_cookie 函数的签名如下：

/**
 * Sets the authentication cookies.
 *
 * @since 2.5.0
 *
 * @param int    $user_id User ID.
 * @param bool   $remember Whether to remember the user. Default is false.
 * @param mixed  $secure  Whether the admin cookies should only be used over HTTPS.
 *                         Default is null, in which case the auth cookies are secure
 *                         when the site's admin URL is HTTPS.
 */
function wp_set_auth_cookie( $user_id, $remember = false, $secure = '' ) {
    // ... 函数实现 ...
}

参数说明：

$user_id：用户的 ID。
$remember：是否记住用户。如果设置为 true，则 Cookie 的过期时间会更长，允许用户在一段时间内保持登录状态。
$secure：是否仅通过 HTTPS 发送 Cookie。如果设置为 true，则 Cookie 只能在 HTTPS 连接下发送，提高安全性。如果设置为 false，则 Cookie 可以在 HTTP 连接下发送。如果设置为 '' (默认值)，则 WordPress 会根据站点的配置自动判断是否使用 HTTPS。

四、wp_set_auth_cookie 的实现细节

让我们深入 wp_set_auth_cookie 函数的实现，了解它是如何工作的。

function wp_set_auth_cookie( $user_id, $remember = false, $secure = '' ) {
    $secure_cookie = is_ssl();
    if ( ! empty( $secure ) ) {
        $secure_cookie = $secure;
    }

    if ( $secure_cookie ) {
        $auth_cookie_name = SECURE_AUTH_COOKIE;
        $scheme           = 'secure_auth';
    } else {
        $auth_cookie_name = AUTH_COOKIE;
        $scheme           = 'auth';
    }

    $expiration = time() + ( $remember ? DAY_IN_SECONDS * 14 : 2 * HOUR_IN_SECONDS );
    $expire     = apply_filters( 'auth_cookie_expiration', $expiration, $user_id, $remember );

    $token = wp_generate_auth_cookie( $user_id, $expire, $scheme );

    /**
     * Fires immediately before the authentication cookie is set.
     *
     * @since 2.5.0
     *
     * @param string $auth_cookie_name The name of the authentication cookie.
     * @param string $token            Authentication token.
     * @param int    $user_id          User ID.
     * @param int    $expire           The timestamp when the authentication cookie expires.
     * @param string $scheme           Authentication scheme. Default 'auth'.
     */
    do_action( 'set_auth_cookie', $auth_cookie_name, $token, $user_id, $expire, $scheme );

    setcookie( $auth_cookie_name, $token, $expire, COOKIEPATH, COOKIE_DOMAIN, $secure_cookie, true );

    if ( COOKIEPATH != SITECOOKIEPATH ) {
        setcookie( $auth_cookie_name, $token, $expire, SITECOOKIEPATH, COOKIE_DOMAIN, $secure_cookie, true );
    }

    /**
     * Fires immediately after the authentication cookie is set.
     *
     * @since 4.4.0
     *
     * @param string $auth_cookie_name The name of the authentication cookie.
     * @param string $token            Authentication token.
     * @param int    $user_id          User ID.
     * @param int    $expire           The timestamp when the authentication cookie expires.
     * @param string $scheme           Authentication scheme. Default 'auth'.
     */
    do_action( 'set_auth_cookie', $auth_cookie_name, $token, $user_id, $expire, $scheme );

    wp_set_current_user( $user_id );
}

代码分析：

确定 Cookie 的安全性： 首先，根据 $secure 参数和站点的配置，确定 Cookie 是否应该仅通过 HTTPS 发送。如果站点启用了 HTTPS，并且 $secure 参数没有明确设置为 false，则 Cookie 将被标记为安全。
选择 Cookie 名称： 根据 Cookie 的安全性，选择不同的 Cookie 名称。如果 Cookie 是安全的，则使用 SECURE_AUTH_COOKIE 常量作为 Cookie 名称；否则，使用 AUTH_COOKIE 常量。这些常量在 wp-config.php 文件中定义，通常包含站点的唯一标识符，以防止 Cookie 冲突。
计算 Cookie 的过期时间： 根据 $remember 参数，计算 Cookie 的过期时间。如果 $remember 设置为 true，则 Cookie 的过期时间为 14 天；否则，过期时间为 2 小时。DAY_IN_SECONDS 和 HOUR_IN_SECONDS 是 WordPress 定义的常量，分别表示一天和一小时的秒数。auth_cookie_expiration 过滤器允许开发者自定义 Cookie 的过期时间。
生成身份验证令牌： 调用 wp_generate_auth_cookie 函数生成身份验证令牌。这个令牌包含了用户的 ID、过期时间和身份验证方案，并使用密钥进行加密，防止篡改。
触发 set_auth_cookie 动作： 触发 set_auth_cookie 动作，允许开发者在 Cookie 设置前后执行自定义操作，例如记录日志或更新用户数据。
设置 Cookie： 使用 setcookie 函数设置 Cookie。setcookie 函数的参数包括 Cookie 名称、值、过期时间、路径、域名、安全标志和 HTTPOnly 标志。COOKIEPATH 和 COOKIE_DOMAIN 是 WordPress 定义的常量，分别表示 Cookie 的路径和域名。secure_cookie 参数指定 Cookie 是否仅通过 HTTPS 发送。true 作为第七个参数开启了 HttpOnly 属性，防止客户端脚本访问 Cookie，提高安全性。如果 COOKIEPATH 和 SITECOOKIEPATH 不一样，会设置两个 Cookie，分别对应不同的路径。
设置当前用户： 调用 wp_set_current_user 函数设置当前用户。这个函数会将用户的信息加载到全局 $current_user 对象中，以便在后续请求中使用。

五、wp_generate_auth_cookie 函数详解

wp_generate_auth_cookie 函数负责生成身份验证令牌。它的签名如下：

/**
 * Generates an authentication cookie.
 *
 * @since 2.5.0
 *
 * @param int    $user_id User ID.
 * @param int    $expiration The time the auth cookie expires.
 * @param string $scheme Authentication scheme. Default is 'auth'.
 * @param string $token User's session token to use for this cookie,
 *                      omitting it results in a new token.
 * @return string Authentication cookie.
 */
function wp_generate_auth_cookie( $user_id, $expiration, $scheme = 'auth', $token = '' ) {
    $pass_frag = substr( wp_hash( get_user_meta( $user_id, 'session_tokens', true ) ), 8, 4 );

    $key = wp_hash( $user_id . '|' . $pass_frag . '|' . $expiration . '|' . $scheme, $scheme );
    $hash = hash_hmac( 'md5', $user_id . '|' . $expiration . '|' . $scheme, $key );
    $auth_cookie = $user_id . '|' . $expiration . '|' . $hash;

    return $auth_cookie;
}

代码分析：

获取用户会话令牌片段： 从用户元数据中获取 session_tokens，并对其进行哈希处理，然后截取一部分作为密码片段。这个片段用于增强密钥的安全性。 session_tokens 存储了用户的会话信息，包括登录时间、IP 地址等。
生成密钥： 使用用户 ID、密码片段、过期时间和身份验证方案生成密钥。wp_hash 函数使用 WordPress 的盐值对数据进行哈希处理，增加安全性。
生成哈希值： 使用 HMAC-MD5 算法对用户 ID、过期时间和身份验证方案进行哈希处理，并使用密钥进行加密。HMAC (Hash-based Message Authentication Code) 是一种消息认证码算法，可以验证数据的完整性和真实性。
生成身份验证 Cookie： 将用户 ID、过期时间和哈希值组合成身份验证 Cookie。

六、wp_validate_auth_cookie 函数详解

wp_validate_auth_cookie 函数负责验证身份验证 Cookie 的有效性。每次用户发送请求时，WordPress 都会调用这个函数来检查用户是否已经登录。它的签名如下：

/**
 * Validates an authentication cookie.
 *
 * @since 2.5.0
 *
 * @param string $cookie Authentication cookie.
 * @param string $scheme Authentication scheme. Default is 'auth'.
 * @return int|false User ID if the cookie is valid, false otherwise.
 */
function wp_validate_auth_cookie( $cookie = '', $scheme = '' ) {
    if ( ! $cookie ) {
        return false;
    }

    $cookie_elements = explode( '|', $cookie );
    if ( count( $cookie_elements ) !== 3 ) {
        return false;
    }

    list( $user_id, $expiration, $hmac ) = $cookie_elements;

    if ( ! is_numeric( $user_id ) ) {
        return false;
    }

    $user_id = (int) $user_id;

    /**
     * Fires before the authentication cookie is validated.
     *
     * @since 3.5.0
     *
     * @param string $cookie Authentication cookie.
     * @param int    $user_id User ID.
     */
    do_action( 'validate_auth_cookie', $cookie, $user_id );

    if ( ! get_userdata( $user_id ) ) {
        return false;
    }

    $pass_frag = substr( wp_hash( get_user_meta( $user_id, 'session_tokens', true ) ), 8, 4 );

    $key = wp_hash( $user_id . '|' . $pass_frag . '|' . $expiration . '|' . $scheme, $scheme );
    $hash = hash_hmac( 'md5', $user_id . '|' . $expiration . '|' . $scheme, $key );

    if ( hash_equals( $hash, $hmac ) ) {
        if ( $expiration > time() ) {
            return $user_id;
        }

        /**
         * Fires when an authentication cookie validates, but is expired.
         *
         * @since 3.5.0
         *
         * @param string $cookie Authentication cookie.
         * @param int    $user_id User ID.
         */
        do_action( 'auth_cookie_expired', $cookie, $user_id );
    }

    return false;
}

代码分析：

检查 Cookie 是否存在： 首先，检查 Cookie 是否存在。如果 Cookie 不存在，则返回 false，表示用户未登录。
解析 Cookie： 将 Cookie 分解为用户 ID、过期时间和哈希值。如果 Cookie 的格式不正确，则返回 false。
验证用户 ID： 检查用户 ID 是否为数字。如果用户 ID 不是数字，则返回 false。
触发 validate_auth_cookie 动作： 触发 validate_auth_cookie 动作，允许开发者在 Cookie 验证前后执行自定义操作。
检查用户是否存在： 检查用户是否存在。如果用户不存在，则返回 false。
重新生成哈希值： 使用与生成 Cookie 相同的算法重新生成哈希值。
比较哈希值： 将重新生成的哈希值与 Cookie 中的哈希值进行比较。如果哈希值不匹配，则返回 false，表示 Cookie 被篡改。hash_equals 函数用于防止时序攻击，提高安全性。
检查 Cookie 是否过期： 检查 Cookie 是否过期。如果 Cookie 已经过期，则返回 false。
返回用户 ID： 如果 Cookie 验证通过，则返回用户 ID，表示用户已登录。

七、wp_clear_auth_cookie 函数详解

wp_clear_auth_cookie 函数负责清除身份验证 Cookie，实现用户注销。它的签名如下：

/**
 * Clears the authentication cookies.
 *
 * @since 2.5.0
 */
function wp_clear_auth_cookie() {
    /**
     * Fires before the authentication cookies are cleared.
     *
     * @since 3.0.0
     */
    do_action( 'clear_auth_cookie' );

    setcookie( AUTH_COOKIE,       ' ', time() - YEAR_IN_SECONDS, COOKIEPATH, COOKIE_DOMAIN, is_ssl(), true );
    setcookie( SECURE_AUTH_COOKIE, ' ', time() - YEAR_IN_SECONDS, COOKIEPATH, COOKIE_DOMAIN, true, true );
    setcookie( AUTH_COOKIE,       ' ', time() - YEAR_IN_SECONDS, SITECOOKIEPATH, COOKIE_DOMAIN, is_ssl(), true );
    setcookie( SECURE_AUTH_COOKIE, ' ', time() - YEAR_IN_SECONDS, SITECOOKIEPATH, COOKIE_DOMAIN, true, true );

    /**
     * Fires after the authentication cookies are cleared.
     *
     * @since 3.0.0
     */
    do_action( 'clear_auth_cookie' );
}

代码分析：

触发 clear_auth_cookie 动作： 触发 clear_auth_cookie 动作，允许开发者在 Cookie 清除前后执行自定义操作。
清除 Cookie： 使用 setcookie 函数清除身份验证 Cookie。通过将 Cookie 的过期时间设置为过去的时间，并将其值设置为空字符串，可以强制浏览器删除 Cookie。同时，需要清除 AUTH_COOKIE 和 SECURE_AUTH_COOKIE 两个 Cookie，并考虑 COOKIEPATH 和 SITECOOKIEPATH 的不同情况。

八、跨请求身份验证的实现

wp_set_auth_cookie 函数通过以下方式实现跨请求的身份验证持久化：

存储身份验证信息： 将用户的身份验证信息存储在 Cookie 中。
设置 Cookie 的过期时间： 设置 Cookie 的过期时间，允许用户在一段时间内保持登录状态。
发送 Cookie 到浏览器： 将 Cookie 发送到用户的浏览器，以便浏览器在后续请求中携带该 Cookie。
验证 Cookie： 在每个请求中，验证 Cookie 的有效性，确认用户的身份。
自动登录： 如果 Cookie 验证通过，则自动登录用户，无需用户再次输入用户名和密码。

九、安全性考虑

WordPress 的身份验证机制在设计时考虑了以下安全性因素：

使用盐值： 使用盐值对密码进行哈希处理，防止彩虹表攻击。
使用 HMAC： 使用 HMAC 算法对 Cookie 进行签名，防止 Cookie 被篡改。
使用 HTTPS： 推荐使用 HTTPS 连接，以防止 Cookie 被窃取。
HTTPOnly 属性： 通过设置 HTTPOnly 属性，防止客户端脚本访问 Cookie，提高安全性。
会话令牌： 使用会话令牌，限制 Cookie 的有效时间，防止会话劫持。
定期更新密钥： 定期更新密钥，防止密钥泄露。

十、代码示例

以下是一个简单的代码示例，演示如何使用 wp_set_auth_cookie 函数：

<?php
// 用户登录成功后
$user = get_user_by( 'login', 'username' ); // 假设用户名为 username
if ( $user ) {
    wp_set_auth_cookie( $user->ID, true, is_ssl() ); // 记住用户，并根据站点配置选择 HTTPS
    wp_redirect( admin_url() ); // 重定向到后台
    exit;
} else {
    echo '登录失败';
}

// 用户注销
wp_logout(); //使用wp_logout函数，底层会调用`wp_clear_auth_cookie`
wp_redirect( home_url() );
exit;
?>

十一、总结概括

wp_set_auth_cookie 是 WordPress 身份验证的核心，它通过 Cookie 存储用户身份信息，实现跨请求的持久化登录。理解其内部机制，包括 Cookie 的生成、验证和清除，对于开发安全的 WordPress 应用至关重要。务必关注安全性，使用 HTTPS、HTTPOnly 属性和会话令牌等措施，确保用户数据的安全。

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