Autenticación basada en Token en tu API

¿Por qué implementar tokens de acceso?

Hay varias formas de crear una capa de autenticación en las aplicaciones web, pero hoy nos vamos a centrar en la Autenticación Basada en Token o Token Based Authentication por varias razones:

• Es fácil de implementar.
• Proporciona un buen nivel de seguridad (según los estándares de la industria).
• Rápido y eficaz.
• Es la más utilizada en la industria a día de hoy.

¿Qué es la autenticación de la API?

Autenticación significa ser capaz de identificar quién está haciendo peticiones a tu API, normalmente implementas una capa de autenticación en tu aplicación porque quieres:

• Que los usuarios puedan iniciar y cerrar sesión.
• Proteger la privacidad: Restringir el acceso a la información en función del rol del usuario. Por ejemplo: Solo yo debería poder actualizar mi correo electrónico y mi contraseña, solo yo debería revisar mi historial médico.
• Limitar los permisos de los usuarios: Restringir el acceso a determinadas funcionalidades, por ejemplo: Que un usuario tenga que pagar para descargarse un libro, o que no pueda comentar en un foro si no inicia sesión, etc.

Para explicar en detalle la "Autenticación de una API basada en tokens" es mejor empezar explicando lo que son los tokens.

¿Qué es un token de acceso?

A grandes rasgos, un token es un "número que prueba algo", por ejemplo: Cuando terminas de hacer una transferencia bancaria, el banco envía un "token" de confirmación que sirve como prueba para validar que la transacción existe y es válida. Ese número de confirmación podría llamarse también token de confirmación.

Otros ejemplos cotidianos de tokens:

• Tu número de identificación (token) prueba tu historial de crédito.
• El número de la tarjeta de crédito demuestra que tienes una tarjeta de crédito válida.
• Etc.

Un token de acceso es más que un número

Los tokens utilizados para la autenticación tienen que ser algo más que números normales, tienen que ser casi imposibles de falsificar, predecir o decodificar.

• No consecutivos: eso los hará muy predecibles, los hackers adivinarán el siguiente.
• Infinitos (casi): ¿Qué ocurrirá si te quedas sin tokens? ¿Te imaginas que MasterCard se quedara sin números de tarjetas de crédito?
• No reutilizables: Hay casos de tokens reutilizables, pero en general, una vez que se genera un token, nadie más que tú debería usarlo
• Validable: El token debe seguir algún patrón oculto (encriptación) que permita validar el token sin comprometer al propietario o al autor.

Generando tokens

Hay varios tipos de tokens que puedes usar para tu sistema de autenticación como Basic, Bearer, o JWT. La mayoría de ellos utilizan algoritmos de criptografía avanzada que no vamos a tratar en esta lección (puedes ver este increíble vídeo para aprender más). En su lugar, vamos a hablar de hash.

¿Qué es un hash?

Un hash es un número alfanumérico único que se genera a partir de una semilla o valor específico, por ejemplo:

Con Python

1import hash_function
2
3value = "alex"
4unique_hash = hash_function(value)

Explicación: la función hash_function siempre devolverá exactamente el mismo unique_hash si se da el mismo valor, echa un vistazo a esta demostración, empieza a escribir en la entrada:

Con JavaScript

1const jwt = require('jsonwebtoken');
2
3const payload = {
4    userEmail: 'hola@4geeks.co',
5    rol: 'admin'
6};
7
8const unique_hash = jwt.sign(payload, 'secret-key', {
9    expiresIn: '24h' // Establece el tiempo de expiración a 24 horas
10});

Explicación: la función jwt.sign siempre devolverá el mismo unique_hash si se proporciona el mismo valor. Echa un vistazo a esta demostración, empieza a escribir en la entrada:

Nota: Hay varias funciones de hashing populares: MD5, Sha1, Sha256, Sha256, etc.

¿Qué es lo que hace que las funciones hash sean tan geniales?

Las funciones hashing se han convertido en la mejor forma de generar tokens en el mundo de la seguridad porque

1. Son consistentes: Siempre devuelven la misma salida a la misma entrada dada.
2. Son "imposibles" de revertir: Si un hacker consigue acceder a un token, nunca podrá saber cuál era el valor original.
3. Tienen el mismo tamaño: Por ejemplo, todos los tokens generados con MD5 tendrán 40 caracteres.
4. Son "rápidos": Los hash se basan en matemáticas avanzadas para generar eficientemente los números alfanuméricos.

Nota: Cada dirección de billetera bitcoin tiene un hash único, cada commit que haces en GitHub tiene un hash único, etc.

Cómo implementar la autenticación en tu API

La forma más sencilla de implementar la autenticación en tu base de datos y en tu API:

1. Crea una tabla/model User que represente a cada usuario dentro de tu aplicación.
2. Esa tabla User debe contener el correo electrónico y la contraseña de cada usuario.
3. Crea un endpoint api llamado POST /token que genere un token solo si recibe un email y una contraseña que se encuentren en la base de datos.
4. El endpoint POST /token devolverá el token al front-end si todo está bien.
5. Luego, en cada uno de los otros endpoints de tu base de datos tendrás que validar si el token existe en el header de la petición y si existe, tendrás que validarlo.

Cada token es una sesión

En el momento en que generas el token puedes decidir si quieres que caduque, de la misma manera que las sesiones web caducan cuando te conectas a tu cuenta bancaria online.

Cuando un cliente se autentique con éxito recibirá ese token único y podrá adjuntarlo a los headers de las peticiones que realice a partir de ese momento, ese token será la "sesión del usuario".

Se recomienda guardar ese token en las cookies o localStorage de tu aplicación front-end.

1let myToken = "aDSA45F$%!sd&sdfSDFSDFytrefERF";
2localStorage.setItem("token", myToken);
3
4// Puedes recuperar el token en cualquier momento, en cualquier lugar de tu aplicación utilizando:
5let myToken = localStorage.getItem("token");

Cómo adjuntar el token a los headers de la petición:

Si estás haciendo una petición desde el front-end esta será una forma ideal de adjuntar el token a tus Authorization headers:

1let myToken = localStorage.getItem("token");
2fetch('https://myApi.com/path/to/endpoint', {
3    method: "POST", // o cualquier otro método
4    headers: {
5      "Authorization": myToken, // ⬅⬅⬅ authorization header
6    },
7    body: JSON.stringify(body)
8})
9    .then(resp => resp.json())
10    .then(data => console.log("Success!!", data))
11    .catch(error => console.log(error));

Json Web Token para autenticación de APIs

¿Qué es JWT?

Hay muchas formas de crear tokens: Basic, Bearer, JWT, etc. Todas ellas son diferentes en su naturaleza, pero el resultado es la misma salida: Un hash (un gran token alfanumérico).

Tipo de token	Ejemplo
Token Básico	ecff2099b95ed507a27a4717ec78965d529cc346
Token Bearer	YWxlc2FuY2hlenI6NzE0YmZhNDNlN2MzMTJiZTk5OWQwYWZlYTg5MTQ4ZTc=
Token JWT	eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5c.eyJzdWIiOFt2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpM

☝️ Como puedes ver, los Tokens JWT son más grandes que los otros dos tipos de token.

JSON Web Token o JWT es un estándar abierto para crear tokens

Este estándar se ha vuelto bastante popular, ya que es muy efectivo tanto para las Web Apps como las APIs de Google, donde después de la autenticación del usuario se hacen peticiones a la API.

El Token Web JSON es un tipo de token que incluye una estructura, que puede ser descifrada por el servidor, que permite autenticar la identidad del usuario de esa aplicación.

¿Por qué usar JWT Token?

En pocas palabras: JWT es una alternativa increíble porque el Token básico o Basic Token es demasiado simple y fácil de hackear y el Token Bearer es más difícil de mantener porque tienes que almacenar cada token en la base de datos.

Con los tokens JWT no necesitas una base de datos, el propio token contiene toda la información necesaria.

Estructura del token JWT

Puedes observar que el string o cadena está dividida en tres secciones separadas por un punto . - cada sección tiene su significado:

Section name
HEADER	La primera parte almacena el tipo de token y el algoritmo de encriptación.
PAYLOAD	La segunda parte tiene los datos que identifican al usuario: puede ser su ID, nombre de usuario, etc.
SIGNATURE	Firma digital, que se genera con las dos secciones anteriores, y permite verificar si el contenido ha sido modificado.

¿Cómo funciona la autenticación de la API?

Puedes dividir un proceso de autenticación estándar en 5 pasos principales:

1. El usuario escribe su nombre de usuario y contraseña en tu sitio web.
2. El nombre de usuario y la contraseña se envían a la API de backend.
3. La API busca cualquier registro en la tabla User que coincida con ambos parámetros al mismo tiempo (nombre de usuario y contraseña).
4. Si se encuentra un usuario, genera un token para ese usuario y responde status_code=200 al front-end.
5. El front-end utilizará ese token a partir de ahora para realizar cualquier solicitud futura.

Si estás usando el framework Flask de Python

Recomiendo encarecidamente el uso de Flask JWT Extended.

Si estás utilizando Node Express

Genera tokens con JSONWebToken en Node. Además, utiliza Express JWT para hacer cumplir los endpoints privados en Express.