Restful安全认证及权限的解决方案

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Restful安全认证及权限的解决方案

炉火纯青 2017-06-20 08:44:00 浏览1329
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一、Restful安全认证常用方式 
1.Session+Cookie 
传统的Web认证方式。需要解决会话共享及跨域请求的问题。 
2.JWT 
JSON Web Token。 
3.OAuth 
支持两方和三方认证,是目前使用比较广泛的安全认证方式,但对于不使用第三方登录的认证的方式不太适用。 

二、JWT简介 
JWT由三部分组成,包括Header、Payload和Signature。 



JSON Web Token example: 
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9. 
eyJpc3MiOiJ0b3B0YWwuY29tIiwiZXhwIjoxNDI2NDIwODAwLCJodHRwOi8vdG9wdGFsLmNvbS9qd3RfY2xhaW1zL2lzX2FkbWluIjp0cnVlLCJjb21wYW55IjoiVG9wdGFsIiwiYXdlc29tZSI6dHJ1ZX0.
yRQYnWzskCZUxPwaQupWkiUzKELZ49eM7oWxAQK_ZXw 

Example Header: 

  “alg”: “HS256”, 
  “typ”: “JWT” 

通过加密后得到:eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9 

一般Payload包括以下几方面内容: 
 iss: The issuer of the token 
 sub: The subject of the token 
 aud: The audience of the token 
 exp: Token expiration time defined in Unix time 
 nbf: “Not before” time that identifies the time before which the JWT must not be accepted for processing 
 iat: “Issued at” time, in Unix time, at which the token was issued 
 jti: JWT ID claim provides a unique identifier for the JWT 

Example Payload: 

  “iss”: “toptal.com”, 
  “exp”: 1426420800, 
  “https://www.toptal.com/jwt_claims/is_admin”: true, 
  “company”: “Toptal”, 
  “awesome”: true 

通过加密后得到: 
eyJpc3MiOiJ0b3B0YWwuY29tIiwiZXhwIjoxNDI2NDIwODAwLCJodHRwOi8vdG9wdGFsLmNvbS9qd3RfY2xhaW1zL2lzX2FkbWluIjp0cnVlLCJjb21wYW55IjoiVG9wdGFsIiwiYXdlc29tZSI6dHJ1ZX0

Example Signature: 
通过密钥对Header和Payload生成签名。 

JWT的优势: 
无状态,可以无限水平扩展 
可重用,可以在多语言多平台多域中使用 
安全性高,由于没有使用Cookie,因此可以防止跨站请求伪造(CSRF)攻击 
性能好,只验证令牌并解析其内容 

三、JWT认证方式的实现方式 
1.客户端不需要持有密钥,由服务端通过密钥生成Token。 
2.客户端登录时通过账号和密码到服务端进行认证,认证通过后,服务端通过持有的密钥生成Token,Token中一般包含失效时长和用户唯一标识,如用户ID,服务端返回Token给客户端。 
3.客户端保存服务端返回的Token。 
4.客户端进行业务请求时在Head的Authorization字段里面放置Token,如: 
Authorization: Bearer Token 
5.服务端对请求的Token进行校验,并通过Redis查找Token是否存在,主要是为了解决用户注销,但Token还在时效内的问题,如果Token在Redis中存在,则说明用户已注销;如果Token不存在,则校验通过。 
6.服务端可以通过从Token取得的用户唯一标识进行相关权限的校验,并把此用户标识赋予到请求参数中,业务可通过此用户标识进行业务处理。 
7.用户注销时,服务端需要把还在时效内的Token保存到Redis中,并设置正确的失效时长。 

 

四、在实际环境中如何使用JWT 
1.Web应用程序 
在令牌过期前刷新令牌。如设置令牌的过期时间为一个星期,每次用户打开Web应用程序,服务端每隔一小时生成一个新令牌。如果用户一个多星期没有打开应用,他们将不得不再次登录。 
2.移动应用程序 
大多数移动应用程序用户只进行一次登录,定期刷新令牌可以使用户长期不用登录。 
但如果用户的手机丢失,则可提供一种方式由用户决定撤销哪个设备的令牌。当然,这就需要服务端记录设备的名称,例如“maryo的iPad”。然后用户可以去申请并撤销获得“maryo的iPad”。当用户修改密码时需要服务端把原Token保存到Redis上,使其失效。 

为了防止Token被窃取,最好把JWT和HTTPS结合起来使用。 

五、如何实现安全认证与权限的结合 
服务端生成的Token中需要包含用户唯一标识,这样用户进行业务请求时,服务端通过附带的Token获取用户唯一标识,通过此标识进行权限检查。 

六、更换Token 
为了解决高并发访问时更换Token, 有可能造成用旧的Token的访问失败。 在缓存中不保存Token,而是保存一个计数,每次更换Token时,计数加1,这个计数的值会跟用户ID一起加密后保存在新生成的Token中,返回给用户,用户每次访问时携带这个Token。验证用户Token时,用Token中的计数与缓存中保存的计数比较,如果差值范围在1~2之间就认为Token有效,这样即使在并发访问时,更换Token,计数值虽然不等,但在规定的差值范围内,也被认为有效,这样就解决了上面的Token失效问题。 

七、附录 
https://www.toptal.com/web/cookie-free-authentication-with-json-web-tokens-an-example-in-laravel-and-angularjs 

http://stackoverflow.com/questions/26739167/jwt-json-web-token-automatic-prolongation-of-expiration 

http://www.haomou.net/2014/08/13/2014_web_token/ 

https://jwt.io/ 

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