这5点了解Token身份认证架构设计，网友：好文啊！

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1 、概述

在存在账号体系的信息系统中&＃xff0c;对身份的鉴定是非常重要的事情。

随着移动互联网时代到来&＃xff0c;客户端的类型越来越多&＃xff0c; 逐渐出现了 一个服务器&＃xff0c;N个客户端的格局 。

不同的客户端产生了不同的用户使用场景&＃xff0c;这些场景&＃xff1a;

1. 有不同的环境安全威胁

2. 不同的会话生存周期

3. 不同的用户权限控制体系

4. 不同级别的接口调用方式

综上所述&＃xff0c;它们的身份认证方式也存在一定的区别。

本文将使用一定的篇幅对这些场景进行一些分析和梳理工作。

2 、使用场景

下面是一些在IT服务常见的一些使用场景:

1. 用户在web浏览器端登录系统,使用系统服务

2. 用户在手机端&＃xff08;Android/iOS&＃xff09;登录系统,使用系统服务

3. 用户使用开放接口登录系统,调用系统服务

4. 用户在PC处理登录状态时通过手机扫码授权手机登录&＃xff08;使用得比较少&＃xff09;

5. 用户在手机处理登录状态进通过手机扫码授权PC进行登录&＃xff08;比较常见&＃xff09;

通过对场景的细分,得到如下不同的认证token类别:

1. 原始账号密码类别

• 用户名和密码

• API应用ID/KEY

• 会话ID类别

• • 浏览器端token

  • 移动端token

  • API应用token

• 接口调用类别

• • 接口访问token

• 身份授权类别

• • PC和移动端相互授权的token

  3 、token的类别

  不同场景的token进行如下几个维度的对比:

  天然属性 对比:

  1. 使用成本

     本认证方式在使用的时候,造成的不便性。比如:

  • 账号密码需要用户打开页面然后逐个键入

  • 二维码需要用户掏出手机进行扫码操作

• 变化成本

  本认证方式,token发生变化时,用户需要做出的相应更改的成本:

• • 用户名和密码发生变化时,用户需要额外记忆和重新键入新密码

  • API应用ID/KEY发生变化时,第三方应用需要重新在代码中修改并部署

  • 授权二维码发生变化时,需要用户重新打开手机应用进行扫码

• 环境风险

• • 被偷窥的风险

  • 被抓包的风险

  • 被伪造的风险

  可调控属性 对比:

  1. 使用频率

  • 在网路中传送的频率

• 有效时间

• • 此token从创建到终结的生存时间

  最终的目标:安全和影响。

  安全和隐私性主要体现在:

  • token 不容易被窃取和盗用&＃xff08;通过对传送频率控制&＃xff09;

  • token 即使被窃取,产生的影响也是可控的&＃xff08;通过对有效时间控制&＃xff09;

  关于隐私及隐私破坏后的后果,有如下的基本结论:

  1. 曝光频率高的容易被截获

  2. 生存周期长的在被截获后产生的影响更严重和深远

  遵守如下原则:

  1. 变化成本高的token不要轻易变化

  2. 不轻易变化的token要减少曝光频率&＃xff08;网络传输次数&＃xff09;

  3. 曝光频率高的token的生存周期要尽量短

  将各类token的固有特点及可控属性进行调控后, 对每个指标进行量化评分&＃xff08;1~5分&＃xff09;&＃xff0c;我们可以得到如下的对比表&＃xff1a;

  

  备注:

  • user_name/passwd 和 app_id/app_key 是等价的效果

  4 、token的层级关系

  参考上一节的对比表&＃xff0c;可以很容易对这些不同用途的token进行分层&＃xff0c;主要可以分为4层&＃xff1a;

  1. 密码层

     最传统的用户和系统之间约定的数字身份认证方式

  2. 会话层

     用户登录后的会话生命周期的会话认证

  3. 调用层

     用户在会话期间对应用程序接口的调用认证

  4. 应用层

     用户获取了接口访问调用权限后的一些场景或者身份认证应用

  token的分层图如下&＃xff1a;

  

  在一个多客户端的信息系统里面,这些token的产生及应用的内在联系如下:

  1. 用户输入用户名和用户口令进行一次性认证

  2. 在 不同 的终端里面生成拥有 不同 生命周期的会话token

  3. 客户端会话token从服务端交换生命周期短但曝光 频繁 的接口访问token

  4. 会话token可以生成和刷新延长 access_token 的生存时间

  5. access_token可以生成生存周期最短的用于授权的二维码的token

  使用如上的架构有如下的好处&＃xff1a;

  1. 良好的统一性。可以解决不同平台上认证token的生存周期的 归一化 问题

  2. 良好的解耦性。核心接口调用服务器的认证 access_token 可以完成独立的实现和部署

  3. 良好的层次性。不同平台的可以有完全不同的用户权限控制系统&＃xff0c;这个控制可以在 会话层 中各平台解决掉

  4.1 账号密码

  广义的 账号/密码 有如下的呈现方式:

  1. 传统的注册用户名和密码

  2. 应用程序的app_id/app_key

  它们的特点如下&＃xff1a;

  1. 会有特别的意义

     比如&＃xff1a;用户自己为了方便记忆&＃xff0c;会设置有一定含义的账号和密码。

  2. 不常修改

     账号密码对用户有特别含义&＃xff0c;一般没有特殊情况不会愿意修改。而app_id/app_key则会写在应用程序中&＃xff0c;修改会意味着重新发布上线的成本

  3. 一旦泄露影响深远

     正因为不常修改&＃xff0c;只要泄露了基本相当于用户的网络身份被泄露&＃xff0c;而且只要没被察觉这种身份盗用就会一直存在

  所以在认证系统中应该尽量减少传输的机会&＃xff0c;避免泄露。

  4.2 客户端会话token

  功能&＃xff1a;充当着session的角色&＃xff0c;不同的客户端有不同的生命周期。

  使用步骤&＃xff1a;

  1. 用户使用账号密码&＃xff0c;换取会话token

  不同的平台的token有不同的特点。

  Web平台生存周期短

  主要原因&＃xff1a;

  1. 环境安全性

     由于web登录环境一般很可能是公共环境&＃xff0c;被他人盗取的风险值较大

  2. 输入便捷性

     在PC上使用键盘输入会比较便捷

  移动端生存周期长

  主要原因&＃xff1a;

  1. 环境安全性

     移动端平台是个人用户极其私密的平台&＃xff0c;它人接触的机会不大

  2. 输入便捷性

     在移动端上使用手指在小屏幕上触摸输入体验差&＃xff0c;输入成本高

  4.3 access_token

  功能&＃xff1a;服务端应用程序api接口访问和调用的凭证。

  使用步骤&＃xff1a;

  1. 使用具有较长生命周期的会话token来换取此接口访问token。

  其曝光频率直接和接口调用频率有关&＃xff0c;属于高频使用的凭证。为了照顾到隐私性&＃xff0c;尽量减少其生命周期&＃xff0c;即使被截取了&＃xff0c;也不至于产生严重的后果。

  注意&＃xff1a;在客户端token之下还加上一个access_token&＃xff0c; 主要是为了让具有不同生命周期的客户端token最后在调用api的时候&＃xff0c; 能够具有统一的认证方式。

  4.4 pam_token

  功能&＃xff1a;由已经登录和认证的PC端生成的二维码的原始串号&＃xff08;Pc Auth Mobile&＃xff09;。

  主要步骤如下&＃xff1a;

  1. PC上用户已经完成认证&＃xff0c;登录了系统

  2. PC端生成一组和此用户相关联的pam_token

  3. PC端将此pam_token的使用链接生成二维码

  4. 移动端扫码后&＃xff0c;请求服务器&＃xff0c;并和用户信息关联

  5. 移动端获取refresh_token(长时效的会话)

  6. 根据 refresh_token 获取 access_token

  7. 完成正常的接口调用工作

  备注:

  • 生存周期为2分钟,2分钟后过期删除

  • 没有被使用时,每1分钟变一次

  • 被使用后,立刻删除掉

  • 此种认证模式一般不会被使用到

  4.5 map_token

  功能&＃xff1a;由已经登录的移动app来扫码认证PC端系统&＃xff0c;并完成PC端系统的登录&＃xff08;Mobile Auth Pc&＃xff09;。

  主要步骤&＃xff1a;

  1. 移动端完成用户身份的认证登录app

  2. 未登录的PC生成匿名的 map_token

  3. 移动端扫码后在db中生成 map_token 和用户关联&＃xff08;完成签名&＃xff09;

  4. db同时针对此用户生成 web_token

  5. PC端一直以 map_token 为参数查找此命名用户的 web_token

  6. PC端根据 web_token 去获取 access_token

  7. 后续正常的调用接口调用工作

  备注:

  • 生存周期为2分钟,2分钟后过期删除

  • 没有被使用时,每1分钟变一次

  • 被使用后,立刻删除掉

  5 、小结与展望

  本文所设计的基于token的身份认证系统&＃xff0c;主要解决了如下的问题&＃xff1a;

  1. token的分类问题

  2. token的隐私性参数设置问题

  3. token的使用场景问题

  4. 不同生命周期的token分层转化关系

  本文中提到的设计方法&＃xff0c;在 应用层 中可以适用于且不限于如下场景中&＃xff1a;

  1. 用户登录

  2. 有时效的优惠券发放

  3. 有时效的邀请码发放

  4. 有时效的二维码授权

  5. 具有时效 手机/邮件 验证码

  6. 多个不同平台调用同一套API接口

  7. 多个平台使用同一个身份认证中心

  至于更多的使用场景&＃xff0c;就需要大家去发掘了。

  作者 | 一点一滴的Beer
  

  来源 | https://www.cnblogs.com/beer/p/6029861.html

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