用Token令牌维护微服务之间的通信安全的实现

时间:2021-04-05 17:40:43

在微服务架构中,如果忽略服务的安全性,任由接口暴露在网络中,一旦遭受攻击后果是不可想象的、

保护微服务键安全的常见方案有:1.JWT令牌(token) 2.双向SSL 3.OAuth 2.0 等

本文主要介绍使用Token的实现方式

源码地址:https://github.com/Mike-Zrw/TokenApiAuth

基本流程:

用Token令牌维护微服务之间的通信安全的实现

上图中有两个服务,服务A和服务B,我们模拟的是服务A来调用服务B的过程,也可以反过来让服务B来调用服务A。

整个流程简单来说只有两步

  • 获取token
  • 携带token请求数据

获取token

服务端会提供一个产生token的接口供客户端来调用,而对于调用该接口的请求同样需要认证,否则岂不是所有人都可以随意调用该接口来生成token了。

我的思路是每个客户端会有一个权限标识,可以是一样的。然后将权限,时间戳和一个随机数组成一个字符串,然后将该字符串以非对称加密。加密后的字符就是调用接口的参数了

在token生成的服务端,会解密客户端传来的数据,并进行权限及时间的校验,验证通过就会生成一个token,该token用Aes对称加密,然后返回给客户端

一个token包含的结构如下

public class TokenClaims
{
/// <summary>
/// token的发行者
/// </summary>
public string Iss { get; set; }
/// <summary>
/// 用户权限
/// </summary>
public string Role { get; set; }
/// <summary>
/// 用户名
/// </summary>
public string Usr { get; set; }
/// <summary>
/// 签发时间 秒
/// </summary>
public long Iat { get; set; }
/// <summary>
/// 到期时间 秒
/// </summary>
public long Exp { get; set; }
/// <summary>
/// 唯一标识
/// </summary>
public string SingleStr { get; set; }
}

其中用户名是服务端生成的,服务端会将该用户名作为键,将该token存储到缓存中。 所以对于每一个请求都会生成一个唯一的用户名,服务端会定期清理在缓存中已经失效的token

    public static TokenResult MakeToken(string RequestParam, string PrimaryKey = null)
{
try
{
dynamic p = JsonConvert.DeserializeObject(RequestParam);
string RequestAuth = p.RequestAuth;//请求人信息
string DesAuth;//解密后的author
if (PrimaryKey == null)
DesAuth = RSAHelper.Decrypt(RequestAuth, Config_PrimaryKey);
else
DesAuth = RSAHelper.Decrypt(RequestAuth, PrimaryKey);

#region 请求历史是否有重复
if (MakeTokenParamHistory.Contains(DesAuth))
{
ToolFactory.LogHelper.Info("生成token身份验证失败:该请求的字符串与之前重复:" + DesAuth);
return new TokenResult() { Success = false, Error_Message = "请求数据非法" };
}
MakeTokenParamHistory.Insert(0, DesAuth);
if (MakeTokenParamHistory.Count 1000)
MakeTokenParamHistory.RemoveRange(1000, MakeTokenParamHistory.Count - 1000);
#endregion

string ReqAuthId = DesAuth.Substring(DesAuth.Length - 46, 10);//请求人身份标识
long reqTimespan = long.Parse(DesAuth.Substring(0, DesAuth.Length - 46)); //客户端请求时间秒数

if (!ValidTokenAuth(ReqAuthId))
{
ToolFactory.LogHelper.Info("生成token身份验证失败:DesAuth" + DesAuth);
return new TokenResult() { Success = false, Error_Message = "身份验证失败" };
}

if ((TimeHelper.GetTimeSecond() - reqTimespan) ReqToken_OverTime)
{
ToolFactory.LogHelper.Info("生成token请求时间超时:DesAuth" + DesAuth);
return new TokenResult() { Success = false, Error_Message = "请求时间超时" };
}
string uname = TokenBuilder.CreateUserName(ReqAuthId);
long TokenOverTime = Token_OverTime;
if (AuthMapOverTime != null && AuthMapOverTime.ContainsKey(ReqAuthId))
TokenOverTime = AuthMapOverTime[ReqAuthId];
string tokenStr = TokenBuilder.CreateTokenStr("jwt", ReqAuthId, uname, TokenOverTime);
ToolFactory.LogHelper.Notice("生成token:" + tokenStr);
ToolFactory.CacheHelper.SetCache("ServiceTokenCacheKey_" + uname, tokenStr, TimeSpan.FromSeconds(TokenOverTime + 600)); //多存600秒
return new TokenResult() { Success = true, Token = AesHelper.Encrypt(tokenStr) }; ;
}
catch (Exception ex)
{
ToolFactory.LogHelper.Error("生成token出现异常", ex);
return new TokenResult() { Success = false, Error_Message = "错误的请求:" + ex.Message };
}
}

请求数据

对于携带token的请求,我将token放在http的header中,尽量减少验证对于业务代码的侵入性。

服务端将token取出,并或得token中存储的用户名,然后将服务端缓存的数据取出来判断该token是否有效

    /// <summary>
/// 验证客户端发来的token是否有效
/// </summary>
/// <param name="header"></param>
/// <returns></returns>
public static ValidTokenResult ValidClientToken(HttpRequestHeaders header)
{
if (header.Authorization == null || header.Authorization.Parameter == null)
{
return new ValidTokenResult() { Success = false, Message = "not exit token" };
}
string tokenStr = AesHelper.Decrypt(header.Authorization.Parameter);
//ToolFactory.LogHelper.Notice("接收到带token的请求:" + tokenStr);
TokenClaims tcParam = TokenBuilder.ParseTokenClaims(tokenStr);
TokenClaims tcCache = TokenBuilder.ParseTokenClaims(ToolFactory.CacheHelper.GetCache<string>("ServiceTokenCacheKey_" + tcParam.Usr));
if (tcCache != null)
{
if (TokenIsTimeLoss(tcCache.Exp))
{
ToolFactory.LogHelper.Info("token过时,token:" + tokenStr);
return new ValidTokenResult() { Success = false, Message = "token过时" };
}
else if (tcCache.SingleStr != tcParam.SingleStr)
{
ToolFactory.LogHelper.Info("token不正确,token:" + tokenStr);
return new ValidTokenResult() { Success = false, Message = "token不正确" };
}
else
{
return new ValidTokenResult() { Success = true };
}
}
else
{
ToolFactory.LogHelper.Info("ValidClientToken未授权的用户,token:" + tokenStr);
return new ValidTokenResult() { Success = false, Message = "未授权的用户" };
}
}

整个验证框架的主要流程大概就是这样,当然还有很多细节,比如缓存的刷新,请求超时配置等等,有兴趣的可以到github下载具体代码~~~