关于token:基于-token-的多平台身份认证架构设计

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很多人都晓得 token 作为用户会话凭证，其实利用场景还有很多，分类也很多，文中论述了 token 的分类问题、隐衷性参数设置问题、应用场景问题、不同生命周期的 token 分层转化关系等；以及介绍了不同应用场景。

没想到，小小 token 竟然也有什么多知识点，涨见识了~

• 作者：哈莫
• cnblogs.com/beer/p/6029861.html

1、概述

在存在账号体系的信息系统中，对身份的鉴定是十分重要的事件。

随着挪动互联网时代到来，客户端的类型越来越多，逐步呈现了 一个服务器，N 个客户端的格局。

不同的客户端产生了不同的用户应用场景，这些场景：

• 有不同的环境平安威逼
• 不同的会话生存周期
• 不同的用户权限管制体系
• 不同级别的接口调用形式

综上所述，它们的身份认证形式也存在肯定的区别。

本文将应用肯定的篇幅对这些场景进行一些剖析和梳理工作。

2、应用场景

上面是一些在 IT 服务常见的一些应用场景:

• 用户在 web 浏览器端登录零碎, 应用零碎服务
• 用户在手机端（Android/iOS）登录零碎, 应用零碎服务
• 用户应用凋谢接口登录零碎, 调用零碎服务
• 用户在 PC 解决登录状态时通过手机扫码受权手机登录（应用得比拟少）
• 用户在手机解决登录状态进通过手机扫码受权 PC 进行登录（比拟常见）

通过对场景的细分, 失去如下不同的认证 token 类别：

1、原始账号密码类别

• 用户名和明码
• API 利用 ID/KEY

2、会话 ID 类别

• 浏览器端 token
• 挪动端 token
• API 利用 token

3、接口调用类别

• 接口拜访 token
• 身份受权类别
• PC 和挪动端互相受权的 token

3、token 的类别

不同场景的 token 进行如下几个维度的比照:

人造属性比照:

1、应用老本
本认证形式在应用的时候, 造成的不便性。比方:

• 账号密码须要用户关上页面而后一一键入
• 二维码须要用户掏出手机进行扫码操作

2、变动老本
本认证形式, token 发生变化时, 用户须要做出的相应更改的老本:

• 用户名和明码发生变化时, 用户须要额定记忆和从新键入新密码
• API 利用 ID/KEY 发生变化时, 第三方利用须要从新在代码中批改并部署
• 受权二维码发生变化时, 须要用户从新关上手机利用进行扫码

环境危险

• 被偷窥的危险
• 被抓包的危险
• 被伪造的危险

可调控属性比照:

1、应用频率

在网路中传送的频率

2、无效工夫

此 token 从创立到终结的生存工夫

最终的指标: 平安和影响。

平安和隐衷性次要体现在:

• token 不容易被窃取和盗用（通过对传送频率管制）
• token 即便被窃取, 产生的影响也是可控的（通过对无效工夫管制）

对于隐衷及隐衷毁坏后的结果, 有如下的根本论断:

• 曝光频率高的容易被截获
• 生存周期长的在被截获后产生的影响更重大和深远

恪守如下准则:

• 变动老本高的 token 不要轻易变动
• 不轻易变动的 token 要缩小曝光频率（网络传输次数）
• 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（1~5 分），咱们能够失去如下的比照表：

备注: user_name/passwd 和 app_id/app_key 是等价的成果

4、token 的层级关系

参考上一节的比照表，能够很容易对这些不同用处的 token 进行分层，次要能够分为 4 层：

• 明码层：最传统的用户和零碎之间约定的数字身份认证形式
• 会话层：用户登录后的会话生命周期的会话认证
• 调用层：用户在会话期间对利用程序接口的调用认证
• 应用层：用户获取了接口拜访调用权限后的一些场景或者身份认证利用

token 的分层图如下：

在一个多客户端的信息系统外面, 这些 token 的产生及利用的内在联系如下:

• 用户输出用户名和用户口令进行一次性认证
• 在 不同 的终端外面生成领有 不同 生命周期的会话 token
• 客户端会话 token 从服务端替换生命周期短但曝光 频繁 的接口拜访 token
• 会话 token 能够生成和刷新缩短 access_token 的生存工夫
• access_token 能够生成生存周期最短的用于受权的二维码的 token

应用如上的架构有如下的益处：

• 良好的统一性。能够解决不同平台上认证 token 的生存周期的 归一化 问题
• 良好的解耦性。外围接口调用服务器的认证 access_token 能够实现独立的实现和部署
• 良好的层次性。不同平台的能够有齐全不同的用户权限控制系统，这个管制能够在 会话层 中各平台解决掉

4.1、账号密码

狭义的 账号 / 明码 有如下的出现形式:

• 传统的注册用户名和明码
• 应用程序的 app_id/app_key

它们的特点如下：

1、会有特地的意义

比方：用户本人为了不便记忆，会设置有肯定含意的账号和明码。

2、不常批改

账号密码对用户有特地含意，个别没有非凡状况不会违心批改。而 app_id/app_key 则会写在应用程序中，批改会意味着从新公布上线的老本

3、一旦泄露影响深远

正因为不常批改，只有泄露了根本相当于用户的网络身份被泄露，而且只有没被觉察这种身份盗用就会始终存在

所以在认证零碎中应该尽量减少传输的机会，防止泄露。

4.2、客户端会话 token

性能：

充当着 session 的角色，不同的客户端有不同的生命周期。

应用步骤：

用户应用账号密码，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

次要起因：

• 环境安全性：因为 web 登录环境个别很可能是公共环境，被别人盗取的危险值较大
• 输出便捷性：在 PC 上应用键盘输入会比拟便捷

挪动端生存周期长

次要起因：

• 环境安全性：挪动端平台是个人用户极其私密的平台，它人接触的机会不大
• 输出便捷性：在挪动端上应用手指在小屏幕上触摸输出体验差，输出老本高

4.3、access_token

性能：

服务端应用程序 api 接口拜访和调用的凭证。

应用步骤：

应用具备较长生命周期的会话 token 来换取此接口拜访 token。

其曝光频率间接和接口调用频率无关，属于高频应用的凭证。为了关照到隐衷性，尽量减少其生命周期，即便被截取了，也不至于产生重大的结果。

留神：在客户端 token 之下还加上一个 access_token，次要是为了让具备不同生命周期的客户端 token 最初在调用 api 的时候，可能具备对立的认证形式。

4.4、pam_token

性能：

由曾经登录和认证的 PC 端生成的二维码的原始串号（Pc Auth Mobile）。

次要步骤如下：

1. PC 上用户曾经实现认证，登录了零碎
2. PC 端生成一组和此用户相关联的 pam_token
3. PC 端将此 pam_token 的应用链接生成二维码
4. 挪动端扫码后，申请服务器，并和用户信息关联
5. 挪动端获取 refresh_token(长时效的会话)
6. 依据 refresh_token 获取 access_token
7. 实现失常的接口调用工作

备注:

• 生存周期为 2 分钟, 2 分钟后过期删除
• 没有被应用时, 每 1 分钟变一次
• 被应用后, 立即删除掉
• 此种认证模式个别不会被应用到

4.5、map_token

性能：

由曾经登录的挪动 app 来扫码认证 PC 端系统，并实现 PC 端系统的登录（Mobile Auth Pc）。

次要步骤：

1. 挪动端实现用户身份的认证登录 app
2. 未登录的 PC 生成匿名的 map_token
3. 挪动端扫码后在 db 中生成 map_token 和用户关联（实现签名）
4. db 同时针对此用户生成 web_token
5. PC 端始终以 map_token 为参数查找此命名用户的 web_token
6. PC 端依据 web_token 去获取 access_token
7. 后续失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
• 没有被应用时, 每 1 分钟变一次
• 被应用后, 立即删除掉

5、小结与瞻望

本文所设计的基于 token 的身份认证零碎，次要解决了如下的问题：

• token 的分类问题
• token 的隐衷性参数设置问题
• token 的应用场景问题
• 不同生命周期的 token 分层转化关系

本文中提到的设计办法，在 应用层 中能够实用于且不限于如下场景中：

• 用户登录
• 有时效的优惠券发放
• 有时效的邀请码发放
• 有时效的二维码受权
• 具备时效 手机 / 邮件 验证码
• 多个不同平台调用同一套 API 接口
• 多个平台应用同一个身份认证核心

至于更多的应用场景，就须要大家去挖掘了。

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这个 B 站的 UP 主，讲的 java 真不错！