WordPress内置Session机制pluggable.php中cookie处理的底层实现原理 - 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内置Session机制在pluggable.php中cookie处理的底层实现原理。虽然WordPress本身并没有像PHP原生的session_start()这样的函数，但它通过插件化的方式和自定义的cookie机制实现了类似Session的功能。今天我们重点剖析pluggable.php中与cookie处理相关的部分，理解其底层运作机制。

WordPress Session机制概述

在深入pluggable.php之前，我们需要对WordPress Session机制有一个基本的认识。WordPress并没有内置真正的Session管理，而是通常依赖于插件来实现Session功能。这些插件通常采用以下策略：

Cookie存储Session ID： 将Session ID存储在用户的cookie中。
数据库存储Session数据： 将Session数据存储在WordPress数据库中，通常是一个自定义的表。
生命周期管理： 通过cookie的过期时间和数据库记录的过期时间来管理Session的生命周期。

pluggable.php文件本身并不直接实现Session逻辑，但它提供了一些基础的cookie处理函数，这些函数是Session插件实现Session功能的基础。

pluggable.php中的Cookie处理函数

pluggable.php包含一些可插拔的函数，这意味着它们可以被主题或插件覆盖。与cookie处理相关的函数包括：

wp_setcookie()
wp_get_cookie_login()
wp_parse_auth_cookie()
wp_validate_auth_cookie()

我们逐一分析这些函数及其作用。

1. wp_setcookie() 函数

wp_setcookie() 函数是WordPress设置cookie的主要方式。它封装了PHP原生的setcookie()函数，并提供了一些额外的功能，例如可以指定cookie的域名和路径，以及是否使用HTTPS。

函数签名：

function wp_setcookie( $name, $value = '', $expire = 0, $path = '', $domain = '', $secure = false, $httponly = false, $samesite = '' ) {
  if ( headers_sent() ) {
    return false;
  }

  setcookie( $name, $value, $expire, $path, $domain, $secure, $httponly );

  if ( ! empty( $samesite ) ) {
    header( 'Set-Cookie: ' . rawurlencode( $name ) . '=' . rawurlencode( $value )
      . ( $expire == 0 ? '' : '; Expires=' . gmdate( 'D, d M Y H:i:s', $expire ) . ' GMT' )
      . ( empty( $path )   ? '' : '; Path=' . $path )
      . ( empty( $domain ) ? '' : '; Domain=' . $domain )
      . ( $secure         ? '; Secure' : '' )
      . ( $httponly       ? '; HttpOnly' : '' )
      . '; SameSite=' . $samesite, false );
  }

  return true;
}

参数说明：

参数	类型	描述
`$name`	string	Cookie的名称。
`$value`	string	Cookie的值。
`$expire`	int	Cookie的过期时间戳（Unix时间戳）。如果为0，则cookie在浏览器关闭时过期。
`$path`	string	Cookie的路径。如果为空，则使用当前目录。
`$domain`	string	Cookie的域名。如果为空，则使用当前域名。
`$secure`	bool	是否仅通过HTTPS传输cookie。
`$httponly`	bool	是否仅允许HTTP访问cookie（防止JavaScript访问）。
`$samesite`	string	SameSite属性的值，可以是`'None'`, `'Lax'`, 或 `'Strict'`。

工作原理：

检查Headers是否已发送： headers_sent()函数用于检查HTTP headers是否已经发送到浏览器。如果已经发送，则无法再设置cookie，因为cookie需要在headers中发送。
调用setcookie()函数： 如果headers尚未发送，则调用PHP原生的setcookie()函数来设置cookie。
处理SameSite属性： 如果指定了SameSite属性，则通过header()函数手动设置Set-Cookie header，以确保SameSite属性被正确设置。这是因为PHP的setcookie()函数在某些PHP版本中可能无法正确处理SameSite属性。
返回值： 如果成功设置了cookie，则返回true，否则返回false。

示例：

// 设置一个名为'my_session_id'的cookie，值为'1234567890'，过期时间为1小时后
$expiration = time() + 3600;
wp_setcookie( 'my_session_id', '1234567890', $expiration, COOKIEPATH, COOKIE_DOMAIN, is_ssl(), true, 'Lax' );

2. wp_get_cookie_login() 函数

wp_get_cookie_login() 函数用于从cookie中获取登录信息。它通常用于自动登录功能。

函数签名：

function wp_get_cookie_login() {
  /**
   * Filters the cookie-based login.
   *
   * Passing a value other than null to the filter will short-circuit wp_get_cookie_login(),
   * returning that value instead.
   *
   * @since 2.5.0
   *
   * @param null|WP_User $user User to short-circuit return value. Default null.
   */
  $user = apply_filters( 'wp_get_cookie_login', null );
  if ( ! is_null( $user ) ) {
    return $user;
  }

  if ( empty( $_COOKIE[LOGGED_IN_COOKIE] ) ) {
    return false;
  }

  $cookie = $_COOKIE[LOGGED_IN_COOKIE];

  $cookie_elements = explode( '|', $cookie );
  if ( count( $cookie_elements ) !== 4 ) {
    return false;
  }

  list( $username, $expiration, $token, $hmac ) = $cookie_elements;

  $username = sanitize_user( $username );
  $expiration = intval( $expiration );

  /**
   * Filters whether the authentication cookie is valid.
   *
   * @since 3.5.0
   *
   * @param bool   $valid    Whether the authentication cookie is valid.
   * @param string $username Usernames from the cookie.
   * @param int    $expiration Expiration timestamp from the cookie.
   * @param string $token    Authentication token from the cookie.
   * @param string $hmac     Hash from the cookie.
   * @param string $cookie   The authentication cookie.
   */
  $valid = apply_filters( 'auth_cookie_valid', 'secure' === $scheme ? hash_hmac( 'md5', $username . '|' . $expiration . '|' . $token, wp_hash( $username . '|' . $expiration, 'auth' ) ) === $hmac : hash_hmac( 'md5', $username . '|' . $expiration . '|' . $token, wp_hash( $username . '|' . $expiration ) ) === $hmac, $username, $expiration, $token, $hmac, $cookie );

  if ( ! $valid ) {
    return false;
  }

  if ( $expiration < time() ) {
    return false;
  }

  $user = get_user_by( 'login', $username );
  if ( ! $user ) {
    return false;
  }

  return $user;
}

工作原理：

检查Cookie是否存在： 首先检查名为LOGGED_IN_COOKIE的cookie是否存在。LOGGED_IN_COOKIE是一个常量，定义了WordPress用于存储登录信息的cookie的名称。
解析Cookie： 如果cookie存在，则将其分割成四个部分：用户名、过期时间、token和HMAC (Hash-based Message Authentication Code)。这些值使用|分隔。
验证HMAC： 使用HMAC验证cookie的完整性。HMAC是基于用户名、过期时间和token计算的哈希值，用于确保cookie没有被篡改。 wp_hash 函数用于生成一个基于WordPress盐值的哈希，增加安全性。
检查过期时间： 检查cookie是否已过期。
获取用户： 使用用户名从数据库中获取用户对象。
返回值： 如果cookie有效且用户存在，则返回用户对象。否则，返回false。

3. wp_parse_auth_cookie() 函数

wp_parse_auth_cookie() 函数用于解析身份验证cookie。它与 wp_get_cookie_login() 函数类似，但更通用，可以解析不同类型的身份验证cookie。

函数签名：

function wp_parse_auth_cookie( $cookie = '', $scheme = '' ) {
  if ( empty( $cookie ) ) {
    return false;
  }

  $cookie_elements = explode( '|', $cookie );
  if ( count( $cookie_elements ) !== 4 ) {
    return false;
  }

  list( $username, $expiration, $token, $hmac ) = $cookie_elements;

  $username = sanitize_user( $username );
  $expiration = intval( $expiration );

  /**
   * Filters whether the authentication cookie is valid.
   *
   * @since 3.5.0
   *
   * @param bool   $valid    Whether the authentication cookie is valid.
   * @param string $username Usernames from the cookie.
   * @param int    $expiration Expiration timestamp from the cookie.
   * @param string $token    Authentication token from the cookie.
   * @param string $hmac     Hash from the cookie.
   * @param string $cookie   The authentication cookie.
   */
  $valid = apply_filters( 'auth_cookie_valid', 'secure' === $scheme ? hash_hmac( 'md5', $username . '|' . $expiration . '|' . $token, wp_hash( $username . '|' . $expiration, 'auth' ) ) === $hmac : hash_hmac( 'md5', $username . '|' . $expiration . '|' . $token, wp_hash( $username . '|' . $expiration ) ) === $hmac, $username, $expiration, $token, $hmac, $cookie );

  if ( ! $valid ) {
    return false;
  }

  if ( $expiration < time() ) {
    return false;
  }

  return compact( 'username', 'expiration', 'token', 'hmac' );
}

工作原理：

检查Cookie是否为空： 首先检查cookie是否为空。
解析Cookie： 如果cookie不为空，则将其分割成四个部分：用户名、过期时间、token和HMAC。这些值使用|分隔。
验证HMAC： 使用HMAC验证cookie的完整性。
检查过期时间： 检查cookie是否已过期。
返回值： 如果cookie有效，则返回一个包含用户名、过期时间、token和HMAC的关联数组。否则，返回false。

4. wp_validate_auth_cookie() 函数

wp_validate_auth_cookie() 函数用于验证身份验证cookie，并返回用户ID。

函数签名：

function wp_validate_auth_cookie( $cookie = '', $scheme = '' ) {
  if ( ! $cookie ) {
    return false;
  }

  $cookie_elements = wp_parse_auth_cookie( $cookie, $scheme );

  if ( ! $cookie_elements ) {
    return false;
  }

  $username   = $cookie_elements['username'];
  $expiration = $cookie_elements['expiration'];

  $user = get_user_by( 'login', $username );
  if ( ! $user ) {
    return false;
  }

  return $user->ID;
}

工作原理：

解析Cookie： 首先使用wp_parse_auth_cookie()函数解析cookie。
获取用户： 使用用户名从数据库中获取用户对象。
返回值： 如果cookie有效且用户存在，则返回用户ID。否则，返回false。

pluggable.php中的Cookie处理与Session插件的关系

pluggable.php提供的cookie处理函数是Session插件的基础。Session插件通常会：

使用wp_setcookie()设置Session ID cookie： 当用户开始一个Session时，插件会生成一个唯一的Session ID，并使用wp_setcookie()函数将其存储在用户的cookie中。
读取Session ID cookie： 在后续的请求中，插件会读取Session ID cookie，以便从数据库中检索Session数据。
验证Session ID cookie： 虽然pluggable.php没有直接提供Session ID的验证函数，但Session插件通常会实现自己的验证逻辑，例如检查Session ID是否存在于数据库中，以及Session是否已过期。
更新Session ID cookie的过期时间： 为了保持Session的活动状态，插件可能会定期更新Session ID cookie的过期时间。

Session插件示例代码（简化）

以下是一个简化的Session插件示例，展示了如何使用pluggable.php中的cookie处理函数来实现Session功能。

<?php
/*
Plugin Name: Simple Session Plugin
Description: A simple session plugin for WordPress.
Version: 1.0
*/

// 创建Session表
function create_session_table() {
  global $wpdb;
  $table_name = $wpdb->prefix . 'sessions';

  $charset_collate = $wpdb->get_charset_collate();

  $sql = "CREATE TABLE $table_name (
    session_id VARCHAR(32) NOT NULL,
    session_data LONGTEXT NOT NULL,
    session_expiry BIGINT(20) UNSIGNED NOT NULL,
    PRIMARY KEY  (session_id)
  ) $charset_collate;";

  require_once( ABSPATH . 'wp-admin/includes/upgrade.php' );
  dbDelta( $sql );
}
register_activation_hook( __FILE__, 'create_session_table' );

// 启动Session
function start_session() {
  if ( ! session_id() ) {
    $session_id = get_session_id();
    if ( ! $session_id ) {
      $session_id = generate_session_id();
      set_session_id_cookie( $session_id );
      create_session( $session_id );
    }
    session_id( $session_id ); // Set the session ID before starting.
    session_start();
  }
}
add_action( 'init', 'start_session', 1 );

// 获取Session ID
function get_session_id() {
  if ( isset( $_COOKIE['wp_session_id'] ) ) {
    return sanitize_text_field( $_COOKIE['wp_session_id'] );
  }
  return false;
}

// 设置Session ID cookie
function set_session_id_cookie( $session_id ) {
  $expiration = time() + (30 * MINUTE_IN_SECONDS); // 30 minutes
  wp_setcookie( 'wp_session_id', $session_id, $expiration, COOKIEPATH, COOKIE_DOMAIN, is_ssl(), true );
}

// 生成Session ID
function generate_session_id() {
  return md5( uniqid( rand(), true ) );
}

// 创建Session记录
function create_session( $session_id ) {
  global $wpdb;
  $table_name = $wpdb->prefix . 'sessions';
  $expiry = time() + (30 * MINUTE_IN_SECONDS); // 30 minutes
  $wpdb->insert(
    $table_name,
    array(
      'session_id' => $session_id,
      'session_data' => serialize( array() ), // Initial empty session data
      'session_expiry' => $expiry,
    ),
    array(
      '%s',
      '%s',
      '%d',
    )
  );
}

// 读取Session数据
function get_session_data( $session_id ) {
  global $wpdb;
  $table_name = $wpdb->prefix . 'sessions';
  $sql = $wpdb->prepare( "SELECT session_data FROM $table_name WHERE session_id = %s", $session_id );
  $session_data = $wpdb->get_var( $sql );
  if ( $session_data ) {
    return unserialize( $session_data );
  }
  return array();
}

// 更新Session数据
function update_session_data( $session_id, $data ) {
  global $wpdb;
  $table_name = $wpdb->prefix . 'sessions';
  $expiry = time() + (30 * MINUTE_IN_SECONDS); // 30 minutes
  $wpdb->update(
    $table_name,
    array(
      'session_data' => serialize( $data ),
      'session_expiry' => $expiry,
    ),
    array( 'session_id' => $session_id ),
    array(
      '%s',
      '%d',
    ),
    array( '%s' )
  );
}

// 示例：向Session中添加数据
function add_to_session( $key, $value ) {
  $session_id = session_id();
  if ( $session_id ) {
    $session_data = get_session_data( $session_id );
    $session_data[ $key ] = $value;
    update_session_data( $session_id, $session_data );
    $_SESSION[ $key ] = $value;  // Also update $_SESSION for immediate access within the same request.
  }
}

// 示例：从Session中获取数据
function get_from_session( $key ) {
  $session_id = session_id();
  if ( $session_id ) {
    $session_data = get_session_data( $session_id );
    if ( isset( $session_data[ $key ] ) ) {
      return $session_data[ $key ];
    }
  }
  return null;
}

// 示例用法
function test_session() {
  if ( isset( $_GET['add_session'] ) ) {
    add_to_session( 'test_key', 'test_value_' . time() );
    echo 'Added to session: test_key => test_value';
  }

  $session_value = get_from_session( 'test_key' );
  if ( $session_value ) {
    echo '<br>Session value for test_key: ' . $session_value;
  } else {
    echo '<br>Session value for test_key: not set';
  }
}
add_action( 'wp_footer', 'test_session' );

// Clean up expired sessions
function cleanup_expired_sessions() {
    global $wpdb;
    $table_name = $wpdb->prefix . 'sessions';
    $now = time();
    $wpdb->query( $wpdb->prepare( "DELETE FROM $table_name WHERE session_expiry < %d", $now ) );
}
add_action( 'wp', 'cleanup_expired_sessions' );  // Run on every page load in the frontend.
register_deactivation_hook( __FILE__, 'cleanup_expired_sessions' ); // Clean up on deactivation.

?>

代码解释：

create_session_table(): 创建用于存储Session数据的数据库表。
start_session(): 启动Session。首先尝试从cookie中获取Session ID。如果cookie不存在，则生成一个新的Session ID，并将其存储在cookie中。
get_session_id(): 从cookie中获取Session ID。
set_session_id_cookie(): 使用wp_setcookie()函数设置Session ID cookie。
generate_session_id(): 生成唯一的Session ID。
create_session(): 在数据库中创建一个新的Session记录。
get_session_data(): 从数据库中检索Session数据。
update_session_data(): 更新数据库中的Session数据。
add_to_session() 和 get_from_session(): 示例函数，用于向Session中添加和获取数据。
test_session(): 示例用法，展示如何使用Session。
cleanup_expired_sessions(): 清理过期的session记录，防止数据库膨胀。

安全性考虑

在实现Session机制时，需要考虑以下安全性问题：

Session ID的安全性： Session ID应该是随机的、不可预测的。使用md5( uniqid( rand(), true ) )生成Session ID是一个比较好的选择，但仍然存在被破解的风险。可以使用更安全的哈希算法，例如SHA-256。
Cookie的安全性： 使用secure和httponly标志来保护cookie。secure标志确保cookie仅通过HTTPS传输，httponly标志防止JavaScript访问cookie。
Session数据的安全性： 对Session数据进行序列化和反序列化时，需要注意防止反序列化漏洞。
防止Session劫持： Session劫持是指攻击者获取了用户的Session ID，并冒充用户进行操作。为了防止Session劫持，可以使用以下策略：
- 定期更换Session ID： 例如，在用户登录后更换Session ID。
- 验证用户代理： 在每次请求中验证用户代理是否与创建Session时的用户代理一致。
- 验证IP地址： 在每次请求中验证IP地址是否与创建Session时的IP地址一致。
Session固定攻击： 在设置Session ID cookie之前，先生成新的Session ID，避免攻击者预先设置Session ID，诱导用户使用该ID。

总结一下今天的讨论内容

我们深入探讨了pluggable.php中与cookie处理相关的函数，以及它们在WordPress Session机制中的作用。wp_setcookie()函数是设置cookie的关键，而wp_get_cookie_login()、wp_parse_auth_cookie()和wp_validate_auth_cookie()函数则用于处理身份验证cookie。Session插件利用这些函数来实现Session ID的管理，并通过数据库存储Session数据，从而实现了类似Session的功能。同时，我们也强调了在实现Session机制时需要考虑的安全性问题。

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