极简权限认证必须掌握代码+原理+建议收藏

Posted 2021-08-15 雷学委

这个极简权限认证必须掌握，代码不过百，但是很关键

小白最近没有来问学委问题，不过前几天，有朋友问到如何进行访问控制，资源控制的，学委特地写了一篇。

这其实就是权限认证，理解并掌握其核心思想很重要，而且每个系统都避不开！下面一起看吧。

通常情况下，我们访问所有API都需要进行用户访问权限鉴定。比如判断当前访问的用户是什么人，什么角色。

下面基于商业办公楼安保系统来陈述。

今天去上班但是忘记带员工卡了

做为一个上班族，你去一个大型办公楼某一层楼办公/上班，想要进入不同楼层，商场物业会进行鉴定。

然后进入电梯打开按某一楼层。然后进入办公室之前还需要打开，这个滴卡的时候还会联网校验。

有些公司还会对员工进行更多的识别，但是本质都是说类似的。

当然滴多少次卡验证多少次，取决于你要去哪里，对应设置多少道安全关卡。

这其实跟我们做网站/平台的权限认证一个道理。

我们去一个地方滴卡，在技术中对等什么行为呢？

其实我们做系统为了安全，很多时候不会直接发送用户名和密码，这是不安全的。

这就像，多数办公楼小区不会每次都让你拿出身份证，然后让你背诵身份证号，地址。

或者每次你进入一个场所，都让你回答一堆私密问题，当答案和系统预先录入的数据完全配置，才让你进去。

这很麻烦！所以我们做权限认证的时候基于一个令牌（token）机制，这就像我们拿一个员工卡，门禁卡一样。

这里我们简单理解一个概念，token就像一个门禁卡一样，我们访问平台的资源的时候都带上这个token，滴一下，资源可以访问。

没滴卡/拿错别的卡，禁止进入办公楼！

先看效果，这就像下面的展示效果一样：

打了卡，我能进电梯/办公楼了吗？

先看效果：这个是登录用户访问受限资源的

让我们对比一下两次请求

第一次访问受限资源"/restrictData"，通过Inspector查看，这个请求的请求头并没有带上token。

就像忘记拿卡一样，网站直接拒绝访问了。

第二个请求细节如下，细看下图，这个请求携带了token令牌，访问受限资源，并且是有效果token，所以下面输出了“访问受限资源，当前用户雷学委”。

看完效果，你懂了权限认证的核心了吗？

你是否有几个问题在脑海中

• 这个网站是怎么认证每个请求是否有效合法？（针对每个访客，检验访客是否可进去访问资料）
• 这个网站的令牌token怎么生成的？（类似卡是怎么做出来，发卡的）

说完了上面一些直观感受，下面雷学委要带大家解读技术实现了，这次用javascript来实现，基于NodeJS引擎运行。

原理解析

第一个问题，如何验证每个请求是否合法

我们这里使用了express的拦截器（Interceptor）。代码如下：

//针对每一个请求
app.use((req, res, next)=>{
    var url = req.originalUrl
    console.log('filter - url:',url)
    // 第一步，判断是否白名单，比如登录，退出，其他不限制的资源访问。
    if(url.startsWith('/login/')||url==='/logout'||url==='/checkToken'){
        next();
        return;
    }
    // 第二步，如果不是上面的白名单资源，那么获取令牌token，没有代令牌直接拒绝
    var t = req.header('token')
    console.log('filter - request header token:', t)
    if(!t){
        res.status(400).send("禁止越权访问!!!")
        return
    }
    // console.log('filter - current session:', req.session)
    //第三步，查询网站的用户令牌注册表，是否保护当前令牌对应的用户，否则显示令牌失效，类似拿错卡了。
    var user = getUserByToken(req)
    if(!user){
       res.status(400).send("您的token失效或者未登录，请登录！")
       return 
    }
    //最后，上面的校验都通过了，直接进行后续资源处理。
    req.session.user = user
    console.log('filter - check user is ' + user)
    next();
});

// token令牌注册表
const tokenRegisterTable = {}
// 定义一个根据令牌查询并获取用户信息的方法
const getUserByToken=(req)=>{
    var t = req.header('token')
    if(!t) return false
    return tokenRegisterTable[t]
}

所以，通过一个拦截器，类似Spring的AOP机制（或者Servlet中的Filter）针对每一个请求查看令牌。

这个拦截器/过滤器，就像一个坚守在阵地的安全卫士：小兄弟站住，请出示有效证件？否则，尽快离开！

（图片转自：https://www.sohu.com/a/293107575_579043，如果有版权问题请告知，感谢）

令牌如何生成，卡片怎么造出来发行的？

注册卡片，就像每个学生/员工去相关单位报到一样，你报到当天，管理给了你一个卡。

在我们代码中，通常都会有一个注册过程，但是不会这个时候发卡给你，因为网站数据发一个永久可以用的卡，会有很大的安全隐患。所以更多的做法是，每次登录都发卡（token令牌）！而且这个卡是有时限性的。

下面是登录发放token令牌的实现：

//这个是登录的接口，这里省去了校验密码的过程
app.get('/login/:user', function(req, res){
    const user = req.params.user
    console.log('user is ',user)
    //从express 的session会话中查看用户是否已经登录
    if(req.session.name){
        res.send('您已登录，用户'+req.session.name)
        return;
    }
    //如果没有登录，记录用户和在相应中设置两个cookie，记录用户名和token令牌
    req.session.user = user
    res.cookie('name', user)
    res.cookie('token', getTokenFromSession(user,req.session)) //token令牌用于客户端存储。看看下面的浏览器token的截图
    res.send("登录用户=" + user)
});
// 一个生成随机令牌的简单实现
const getTokenFromSession = (user, session)=>{
   var token = 'token-' + rand()
   tokenRegisterTable[token] = user
   console.log('tokenRegisterTable=',tokenRegisterTable)
   return token
}

const rand = () => new Date().getTime()+'-'+Math.floor((Math.random()+1)*1000)

我们看看用户本地的令牌，这里还存了一个用户名。

难度升级，我们看看大致过程

下面是这个极简权限认证的核心代码，学委这里只展示重点环节。

• 展示了登录和令牌生成，但是没有从数据库查加密密码密文或者分布式缓存校验用户回会话。
• 只是简单的对cookie和session进行加密
• 只是简单做了一个tokenRegisterTable，令牌注册表
• 实现了登录/退出/一个受限资源进行核心原理展示。

const express = require('express')
const serveStatic = require('serve-static')
const session = require('express-session')
const cookieParser = require('cookie-parser')
const app = express()
const tokenRegisterTable = {}
//价值静态页面，上图中展示登录/验证访问受限资源的页面
app.use(serveStatic('./public'));
app.use(cookieParser('雷学委Key'))
app.use(session({
  secret: '雷学委Key',
  resave: true,
  saveUninitialized: true,
  cookie: { secure: true }
}))
const getUserByToken=(req)=>{
    var t = req.header('token')
    if(!t) return false
    return tokenRegisterTable[t]
}
//请求拦截器
app.use((req, res, next)=>{
    var url = req.originalUrl
    console.log('filter - url:',url)
    if(url.startsWith('/login/')||url==='/logout'||url==='/checkToken'){
        next();
        return;
    }
    var t = req.header('token')
    console.log('filter - request header token:', t)
    if(!t){
        res.status(400).send("禁止越权访问!!!")
        return
    }
    // console.log('filter - current session:', req.session)
    var user = getUserByToken(req)
    if(!user){
       res.status(400).send("您的token失效或者未登录，请登录！")
       return 
    }
    req.session.user = user
    console.log('filter - check user is ' + user)
    next();
});
//退出用户，清楚本地的访问令牌
app.get('/logout',(req,res)=>{
    var t = req.cookies['token']
    var u = req.session.user
    req.session.destroy();
    tokenRegisterTable[t] = null
    res.clearCookie('name')
    res.clearCookie('token')
    console.log('logout - session:',req.session)
    res.send(u + ' 退出登录成功!');
});
//一个简单的受限资源，当用户合法访问时，返回“访问受限资源，当前用户某某某“
app.get('/restrictData',function(req,res){
    var user = req.session.user
    res.send('访问受限资源，当前用户'+user)
});
const rand = () => new Date().getTime()+'-'+Math.floor((Math.random()+1)*1000)
const getTokenFromSession = (user, session)=>{
   var token = 'token-' + rand()
   tokenRegisterTable[token] = user
   console.log('tokenRegisterTable=',tokenRegisterTable)
   return token
}
//单独校验token的接口
app.get('/checkToken', function(req, res){
    res.send(getUserByToken(req)&&true)
});
//登录用户的校验
app.get('/login/:user', function(req, res){
    const user = req.params.user
    console.log('user is ',user)
    if(req.session.name){
        token = req.cookies['token']
        let data = '您已登录，用户'+req.session.name
        res.send(data)
        return;
    }
    req.session.user = user
    res.cookie('name', user)
    res.cookie('token', getTokenFromSession(user,req.session))
    console.log('user login :' , user)
    res.send("登录用户=" + user)
});
PORT=12024
app.listen(PORT, function(){
    console.log('app running at port ' + PORT);
});

上面代码登录，拦截器解释过了。

这里补充一下登出/退出

这个接口很有必要，每次用户访问一个logout或者点击登出的时候，从服务端的令牌注册表清楚对应的令牌映射为空，同时清除用户浏览器端的token（当然这不是标准做法，特别像App，一般是会保留一个refreshToken，本文不会涉及）。

总结

访问每个资源都需要带卡，而且合适的卡，才能访问相应的服务！或者有些读者能联想到健康码，本质上是一种信任授权机制！

再次说下，为啥每次校验不直接用密码，每次请求都带密码，造成泄漏密码的风险更大！至于令牌就像一个卡一样，随时可以作废取消访问，更好管理。

本文重点展示了web平台权限认证的思想，涵盖了权限认证的令牌生成，令牌管理，请求校验的过程。

其他像令牌定制，比如有JWT令牌，令牌时效性，用户角色管理这些没有涉及。这些实现有很大细节定制。如果开发者不理解本文的核心思想，更别谈实现这些细节了。

像微服务平台会有一个统一鉴权服务，像大数据平台还有TMS，引入Kerberos，那个实现机制更加复杂。后面有机会继续讲。

对了，学委还有这个可以关注长期阅读 =>雷学委趣味编程故事汇编

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参考链接

代码下载
不懂NodeJS可以看->雷学委NodeJS系列