用Go模擬實現單點登錄Token生成和驗證解析
1.單點登錄(SSO)原理
單點登錄(Single Sign-On,簡稱SSO)是一種身份驗證和授權機制,允許用戶在訪問多個相關獨立的系統或應用程序時只需一次登錄, 而不需要為每個系統都提供單獨的身份驗證憑證。SSO的目的是簡化用戶體驗、提高安全性, 并減少用戶因頻繁登錄而可能面臨密碼疲勞問題。
SSO的工作原理涉及以下關鍵概念:
- 身份提供者(Identity Provider, IdP): 負責驗證用戶的身份并生成令牌(Token)。IdP通常是一個中心化的認證系統, 負責向其他相關系統提供認證服務。
- 服務提供者(Service Provider, SP): 各個系統或應用程序, 它們依賴于IdP來驗證用戶身份。SP接收到IdP頒發的令牌后, 可以通過驗證令牌的有效性來信任用戶身份。
- 令牌(Token): 由IdP頒發, 包含有關用戶身份的信息, 以及可能的授權信息。
- 單一登錄會話(Single Sign-On Session): 用戶只需一次登錄到IdP,然后就可以訪問所有與IdP集成的SP, 而無需再次提供用戶名和密碼。
原理圖如下:
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2.JWT原理
JWT 是一種基于 JSON 格式的輕量級令牌，其主要原理是通過在服務端生成一個包含用戶信息的 JSON 對象，然后使用密鑰對該對象進行簽名，生成一個令牌。這個令牌可以被發送到客戶端，客戶端可以在之后的請求中攜帶該令牌，服務端使用密鑰驗證令牌的簽名，并解析其中的信息, 從而完成身份驗證。
JWT 由三部分組成：Header（頭部）、Payload（負載）和 Signature（簽名）。
- Header（頭部）：包含了兩部分信息，token 的類型（JWT）和使用的簽名算法，通常是 Base64 編碼的 JSON 字符串。
- Payload（負載）：包含了一些聲明（Claim），其中包括標準聲明、私有聲明等。這部分也是 Base64 編碼的 JSON 字符串，用于攜帶一些關鍵的信息。
- Signature（簽名）：由前兩部分使用指定的算法簽名而成，用于驗證消息的完整性。
JWT原理圖如下:
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3.使用Golang模擬實現過程
為了模擬單點登錄(SSO), 將創建兩個簡單的Golang服務: 一個用于認證用戶(認證中心), 另一個用于資源提供。用戶如果要獲取資源,必須先登錄認證中心獲取令牌, 然后再通過令牌訪問資源服務器, 下面是認證中心的服務端實現代碼:
package main
import (
"fmt"
"net/http"
"time"
"github.com/dgrijalva/jwt-go"
)
var secretKey = []byte("btk.gqv7jtu7VZD1dar")
func main() {
http.HandleFunc("/login", handleLogin)
http.ListenAndServe(":8080", nil)
}
func handleLogin(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
// 在實際應用中，這里應該有用戶認證的邏輯，為了簡化，這里直接使用一個固定用戶
userID := "9527"
tokenString, err := createToken(userID)
if err != nil {
http.Error(w, "創建令牌失敗", http.StatusInternalServerError)
return
}
// 將 JWT 令牌附加到響應中
w.Header().Set("Authorization", "Bearer "+tokenString)
w.WriteHeader(http.StatusOK)
fmt.Fprintf(w, "登錄成功. Token: %s", tokenString)
}
func createToken(userID string) (string, error) {
// 創建負載
payload := jwt.MapClaims{
"user": userID,
"exptime": time.Now().Add(time.Minute * 15).Unix(), // 令牌過期時間為15分鐘
}
// 創建 Token
token := jwt.NewWithClaims(jwt.SigningMethodHS256, payload)
// 簽名并獲取完整的 Token 字符串
tokenString, err := token.SignedString(secretKey)
if err != nil {
return "", err
}
return tokenString, nil
}在上面的代碼中, 認證中心服務端在本地監聽8080端口, 用來模擬處理用戶的登錄請求, 在收到用戶請求之后, 服務端根據用戶ID調用JWT的方法生成Token, 并將Token設置到HTTP頭的Authorization字段中返回給客戶端。
接下來實現資源提供的服務端,參考代碼如下:
package main
import (
"fmt"
"net/http"
"github.com/dgrijalva/jwt-go"
)
var secretKey = []byte("btk.gqv7jtu7VZD1dar")
func main() {
http.HandleFunc("/resource", handleResource)
http.ListenAndServe(":8081", nil)
}
func handleResource(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
// 從請求中獲取 Authorization 頭
authHeader := r.Header.Get("Authorization")
if authHeader == "" {
http.Error(w, "未找到Authorization字段", http.StatusUnauthorized)
return
}
// 解析JWT令牌
tokenString := authHeader[len("Bearer "):]
token, err := parseToken(tokenString)
if err != nil || !token.Valid {
http.Error(w, "令牌不合法", http.StatusUnauthorized)
return
}
// 獲取負載信息
claims, ok := token.Claims.(jwt.MapClaims)
if !ok {
http.Error(w, "令牌不合法", http.StatusUnauthorized)
return
}
userID, ok := claims["user"].(string)
if !ok {
http.Error(w, "訪問令牌中的用戶不存在", http.StatusUnauthorized)
return
}
// 在實際應用中，這里可以根據 userID 獲取用戶信息或提供資源
// 這里只是一個簡單的示例
response := fmt.Sprintf("用戶ID%s獲取資源成功!", userID)
w.WriteHeader(http.StatusOK)
fmt.Fprintf(w, response)
}
func parseToken(tokenString string) (*jwt.Token, error) {
// 解析 Token 字符串
token, err := jwt.Parse(tokenString, func(token *jwt.Token) (interface{}, error) {
return secretKey, nil
})
if err != nil {
return nil, err
}
return token, nil
}在上面的代碼中, 資源服務端監聽本地的8081端口, 當接收到用戶請求之后, 首先從請求頭中的Authorization字段獲取Token令牌, 并對令牌進行解析, 如果正確解析出用戶ID, 返回該用戶的資源信息。
4.驗證實現結果
將上面兩段代碼分別編譯成兩個獨立Server端,并開啟兩個窗口分別運行。首先請求SSO服務端, 返回結果如下:
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從上圖可知,SSO服務端成功返回了一個Token令牌, 下面先不用Token訪問一下資源服務器試試:
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從上圖可以看到,沒有令牌無法正常請求到所需資源, 下面使用Apifox新建一個請求, 在里面加上Token, 如圖:
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保存之后, 帶著Token請求一下資源服務端, 如圖:
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可以看到, 成功返回了資源, 整個流程測試成功。
