基于 Token 的多平台身份认证架构设计
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1 概述文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
2 使用场景文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
3 token的类别文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4 token的层级关系文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4.1 账号密码文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4.2 客户端会话token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4.3 access_token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4.4 pam_token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4.5 map_token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
5 小结与展望文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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1、概述
在存在账号体系的信息系统中，对身份的鉴定是非常重要的事情。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
随着移动互联网时代到来，客户端的类型越来越多， 逐渐出现了 一个服务器，N 个客户端的格局 。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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不同的客户端产生了不同的用户使用场景，这些场景：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
有不同的环境安全威胁文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
不同的会话生存周期文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
不同的用户权限控制体系文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
不同级别的接口调用方式文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
综上所述，它们的身份认证方式也存在一定的区别。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
2、使用场景
下面是一些在 IT 服务常见的一些使用场景:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
用户在 web 浏览器端登录系统, 使用系统服务文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
用户在手机端（Android/iOS）登录系统, 使用系统服务文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
用户使用开放接口登录系统, 调用系统服务文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
用户在 PC 处理登录状态时通过手机扫码授权手机登录（使用得比较少）文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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（比较常见）文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
通过对场景的细分, 得到如下不同的认证 token 类别：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
1、原始账号密码类别文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
用户名和密码文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
API 应用 ID/KEY文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
2、会话 ID 类别文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
浏览器端 token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
移动端 token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
API 应用 token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
3、接口调用类别文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
接口访问 token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
身份授权类别文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
PC 和移动端相互授权的 token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
3、token 的类别
不同场景的 token 进行如下几个维度的对比:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
账号密码需要用户打开页面然后逐个键入文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
二维码需要用户掏出手机进行扫码操作文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
2、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:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
环境风险文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
被偷窥的风险文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
被抓包的风险文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
被伪造的风险文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
可调控属性对比:
1、使用频率文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
在网路中传送的频率文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
2、有效时间文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
此 token 从创建到终结的生存时间文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
最终的目标: 安全和影响。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
安全和隐私性主要体现在:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
token 不容易被窃取和盗用（通过对传送频率控制）文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
token 即使被窃取, 产生的影响也是可控的（通过对有效时间控制）文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
关于隐私及隐私破坏后的后果, 有如下的基本结论:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
曝光频率高的容易被截获文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
生存周期长的在被截获后产生的影响更严重和深远文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
遵守如下原则:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
变化成本高的 token 不要轻易变化文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
不轻易变化的 token 要减少曝光频率（网络传输次数）文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
曝光频率高的 token 的生存周期要尽量短文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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），我们可以得到如下的对比表：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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备注: username/passwd 和 appid/app_key 是等价的效果文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4、token 的层级关系
参考上一节的对比表，可以很容易对这些不同用途的 token 进行分层，主要可以分为 4 层：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
会话层：用户登录后的会话生命周期的会话认证文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
调用层：用户在会话期间对应用程序接口的调用认证文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
token 的分层图如下：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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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:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
用户输入用户名和用户口令进行一次性认证文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
在 不同 的终端里面生成拥有 不同 生命周期的会话 token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
会话 token 可以生成和刷新延长 access_token 的生存时间文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
access_token 可以生成生存周期最短的用于授权的二维码的 token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
使用如上的架构有如下的好处：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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 问题文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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，这个控制可以在 会话层 中各平台解决掉文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4.1、账号密码
广义的 账号 / 密码 有如下的呈现方式:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
传统的注册用户名和密码文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
应用程序的 appid/appkey文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
它们的特点如下：
1、会有特别的意义文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
比如：用户自己为了方便记忆，会设置有一定含义的账号和密码。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
2、不常修改文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
账号密码对用户有特别含义，一般没有特殊情况不会愿意修改。而 appid/appkey 则会写在应用程序中，修改会意味着重新发布上线的成本文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
3、一旦泄露影响深远文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
正因为不常修改，只要泄露了基本相当于用户的网络身份被泄露，而且只要没被察觉这种身份盗用就会一直存在文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
所以在认证系统中应该尽量减少传输的机会，避免泄露。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4.2、客户端会话 token
功能：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
充当着 session 的角色，不同的客户端有不同的生命周期。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
使用步骤：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
用户使用账号密码，换取会话 token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
不同的平台的 token 有不同的特点：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
Web 平台生存周期短
主要原因：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
环境安全性：由于 web 登录环境一般很可能是公共环境，被他人盗取的风险值较大文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
输入便捷性：在 PC 上使用键盘输入会比较便捷文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
移动端生存周期长
主要原因：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
环境安全性：移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文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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，输入成本高文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4.3、access_token
功能：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
服务端应用程序 api 接口访问和调用的凭证。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
使用步骤：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
使用具有较长生命周期的会话 token 来换取此接口访问 token。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
其曝光频率直接和接口调用频率有关，属于高频使用的凭证。为了照顾到隐私性，尽量减少其生命周期，即使被截取了，也不至于产生严重的后果。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
注意：在客户端 token 之下还加上一个 access_token， 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， 能够具有统一的认证方式。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4.4、pam_token
功能：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
由已经登录和认证的 PC 端生成的二维码的原始串号（Pc Auth Mobile）。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
主要步骤如下：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
PC 上用户已经完成认证，登录了系统文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
PC 端生成一组和此用户相关联的 pam_token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
PC 端将此 pam_token 的使用链接生成二维码文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
移动端扫码后，请求服务器，并和用户信息关联文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
移动端获取 refresh_token(长时效的会话)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
根据 refreshtoken 获取 accesstoken文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
完成正常的接口调用工作文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
备注:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
生存周期为 2 分钟, 2 分钟后过期删除文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
没有被使用时, 每 1 分钟变一次文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
被使用后, 立刻删除掉文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
此种认证模式一般不会被使用到文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
4.5、map_token
功能：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
由已经登录的移动 app 来扫码认证 PC 端系统，并完成 PC 端系统的登录（Mobile Auth Pc）。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
主要步骤：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
移动端完成用户身份的认证登录 app文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
未登录的 PC 生成匿名的 map_token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
移动端扫码后在 db 中生成 map_token 和用户关联（完成签名）文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
db 同时针对此用户生成 web_token文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
PC 端一直以 maptoken 为参数查找此命名用户的 webtoken文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
PC 端根据 webtoken 去获取 accesstoken文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
后续正常的调用接口调用工作文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
备注:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
生存周期为 2 分钟, 2 分钟后过期删除文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
没有被使用时, 每 1 分钟变一次文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
被使用后, 立刻删除掉文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
5、小结与展望
本文所设计的基于 token 的身份认证系统，主要解决了如下的问题：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
token 的分类问题文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
token 的隐私性参数设置问题文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
token 的使用场景问题文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
不同生命周期的 token 分层转化关系文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
本文中提到的设计方法，在 应用层 中可以适用于且不限于如下场景中：文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
用户登录文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
有时效的优惠券发放文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
有时效的邀请码发放文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
有时效的二维码授权文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
具有时效 手机 / 邮件 验证码文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
多个不同平台调用同一套 API 接口文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
多个平台使用同一个身份认证中心文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
至于更多的使用场景，就需要大家去发掘了。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/23490.html
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