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2026-08-08 19:01:04 +08:00

9.8 KiB

Raw Blame History

tags, create time, update time

OAuth2 与 JWT

概述

OAuth2 是业界标准的授权框架，定义了四种获取访问令牌的流程。JWT（JSON Web Token）则是令牌本身的一种通用格式。二者配合使用构成了现代互联网最常见的认证/授权方案：OAuth2 负责"你是谁、你能做什么"，JWT 负责"如何传递这些信息"。

OAuth2 四种授权模式详解

Authorization Code — 最安全的服务端模式

适用场景：传统 Web 应用、后端服务调用第三方 API。

sequenceDiagram
    participant User as 用户浏览器
    participant Client as 客户端应用
    participant Auth as 授权服务器
    participant Resource as 资源服务器
    
    User->>Client: 点击"用 Google 登录"
    Client->>User: 重定向到授权端点<br/>？response_type=code&client_id=&redirect_uri=&scope=
    User->>Auth: 登录并授权
    Auth->>User: 重定向回 redirect_uri?code=XXX
    User->>Client: 携带 authorization code
    Client->>Auth: POST /token (code + client_secret)
    Auth-->>Client: access_token + id_token + refresh_token
    Client->>Resource: GET /api/profile (Bearer token)
    Resource-->>Client: 用户数据

核心要点：

code 是一次性的短期凭证（通常有效期 5 分钟），换取 token 的过程在后端完成，浏览器拿不到 token。
client_secret 只存在于服务端通信中，前端 SPA 不应该持有它。
回调时建议校验 state 参数防止 CSRF。

Note

PKCE 扩展：对于无法安全存储 client_secret 的场景（移动 App、SPA），RFC 7636 定义的 PKCE（Proof Key for Code Exchange）通过 code_verifier / code_challenge 对来替代 client_secret，使 Authorization Code 对所有客户端类型都是安全的。

Implicit — 已废弃

曾用于纯前端 SPA 场景，直接返回 access_token：

redirect_uri?access_token=XXX&expires_in=3600

问题在于 token 暴露在前端——可以存入 localStorage、被 XSS 窃取、无法撤销。IETF 已在 RFC 6819 中明确标记为过时，推荐使用 Authorization Code + PKCE 替代。

Password — 不推荐的第一方应用模式

用户直接向授权服务器提交用户名和密码：

POST /token
grant_type=password&username=user@example.com&password=secret

优点是实现简单。但问题是：

客户端等同于拿到了用户的密码，违背了 OAuth 的信任委派原则。
无法在不换密码的前提下撤销特定客户端的访问。
仅适用于你完全信任的第一方应用。

Client Credentials — 机器间通信

没有用户参与，客户端用自己的身份申请令牌：

POST /token
grant_type=client_credentials&client_id=&client_secret=

典型场景：后台定时任务、微服务之间的内部调用、CI/CD 流水线拉取制品仓库。

四种模式对比

维度	Authorization Code	Implicit	Password	Client Credentials
涉及主体	用户 + 客户端	用户 + 客户端	用户 + 客户端	客户端
token 暴露风险	低（后端交换）	高（前端可见）	极高	无（无用户）
是否需要 client_secret	推荐（PKCE 可选）	不适用	不适用	必需
当前状态	标准推荐	已废弃	受限使用	标准推荐
适用环境	Web / 移动端	~~SPA~~ → 转 Code+PKCE	第一方 App	服务端互信

JWT 结构

JWT 由三段 Base64Url 编码的字符串用 . 拼接而成：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.  .  cCpliwZISlC_ddV2aOKXVuUFtF4QdBSgOzAWo0XihXA
         Header              Payload            Signature

Header

{
  "alg": "RS256",
  "typ": "JWT"
}

指定签名算法和令牌类型。

Payload（Claim 集）

{
  "sub": "user_12345",
  "name": "Alice",
  "role": "admin",
  "permissions": ["order:read", "order:write", "bucket:manage"],
  "iat": 1690000000,
  "exp": 1690003600,
  "jti": "uuid-v4-here"
}

标准保留声明：

iss（Issuer）— 签发者
sub（Subject）— 主题/用户标识
aud（Audience）— 接收方
exp（Expiration）— 过期时间
iat（Issued At）— 签发时间
jti（JWT ID）— 唯一标识，支持撤销

Warning

绝对不要把敏感信息（密码、身份证号）放在 JWT payload 中。JWT 只是 Base64 编码而非加密，任何人都可以解码阅读。需要保密就使用 JWE（加密型 JWT）。

Header + Payload → Signature

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload),
  secret
)

或用 RSA 私钥签名（RS256）：

RSA-SHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), privateKey)

HS256 vs RS256 签名算法选择

维度	HS256（对称）	RS256（非对称）
密钥	单一 shared secret	公钥公开 / 私钥保密
验证方	必须持有密钥	只需公钥
适用场景	单体应用、内网服务	微服务、第三方集成
撤销能力	几乎不可撤销	可通过黑名单或短生命周期缓解
性能	更快（AES 级别运算）	略慢（RSA 运算）
安全风险	密钥泄露 = 所有 token 可伪造	仅私钥泄露才有危险

Tip

面试常考点：为什么微服务架构推荐 RS256？因为每个微服务只需要验证公钥而不需要持有签发私钥，即使某个服务被攻陷，攻击者也无法伪造其他服务的 token。HS256 要求所有服务共享同一个密钥，任何一台机器的密钥泄漏都会导致全局信任崩溃。

Refresh Token 轮换机制

Access Token 生命周期短（5~15 分钟），不适合频繁让用户重新登录。Refresh Token 用于无声续期，但必须设计得当以防止重放攻击。

旋转流程

sequenceDiagram
    participant Client as 客户端
    participant Auth as 认证服务器
    participant Store as Token Store
    
    Note over Client,Store: 首次登录
    Auth->>Store: 存储 refresh_token (RT1) <-> user_id
    Auth-->>Client: RT1 + AT1（短效）
    
    Note over Client,Store: Access Token 过期后刷新
    Client->>Auth: POST /refresh {refresh_token: RT1}
    Auth->>Store: 验证 RT1 有效性且未被吊销
    Store-->>Auth: 匹配成功
    Auth->>Store: 删除 RT1，插入 RT2
    Auth-->>Client: RT2 + AT2
    
    Note over Client,Store: RT2 再次用于刷新（正常）
    Client->>Auth: POST /refresh {refresh_token: RT2}
    Auth->>Store: 验证 RT2...
    
    Note over Client,Store: RT1 被重放（攻击者窃取了旧 RT1）
    Client->>Auth: POST /refresh {refresh_token: RT1}
    Auth->>Store: 查找 RT1 → 不存在！
    Auth-->>Client: 401 Unauthorized ⚠️ 检测到重放

关键设计决策：

每次刷新都生成新的 Refresh Token（Rotation），旧的立即失效。
如果同一个 Refresh Token 出现两次：第一次按正常流程处理（生成新 Token），第二次判定为窃听攻击，同时级联销毁该用户的所有 token 并要求重新登录。
Refresh Token 比 Access Token 更严格地保管——存放在 HttpOnly Cookie 而非 localStorage。

代码示例（Go 伪代码）

func (m *AuthManager) RotateRefreshToken(ctx context.Context, rt string) (newAT, newRT string, err error) {
    record, err := m.store.GetRefreshToken(ctx, rt)
    if err != nil {
        return "", "", fmt.Errorf("invalid refresh token")
    }
    
    // 幂等检查：如果这个 RT 已经被使用过，触发全量吊销
    if record.ConsumedAt != nil {
        m.store.RevokeAllUserTokens(ctx, record.UserID)
        return "", "", ErrSuspiciousReplay
    }
    
    // 标记旧 RT 已消费，创建新 RT
    now := time.Now()
    store.UpdateRefreshTokenConsumed(ctx, rt, now)
    newRT = generateToken(record.UserID, store.RandomNonce())
    
    return m.issueAccessToken(ctx, record.UserID), newRT, nil
}

Token 黑名单 vs Token 白名单

方案	实现方式	优点	缺点
黑名单	撤销时将 JWT jti 加入 Redis Set	实现简单，无需改 Token 结构	随时间累积占用空间，需定期清理
白名单	服务端保存每条合法会话记录	天然支持细粒度控制（设备管理、远程注销）	每次请求都要查库/缓存，有性能开销

实际生产中常用混合策略：

短生命周期 Access Token（5 分钟）+ 本地校验（无需网络查询）
Refresh Token 存储在 Redis，每次刷新做一次性校验
特殊场景下的黑名单用于主动登出、密码修改后的批量踢人

实践场景：完整认证流

sequenceDiagram
    participant Client as 前端
    participant AuthSrv as 认证服务
    participant TokenSrv as Token 服务
    participant API as 业务 API
    
    Client->>AuthSrv: POST /login (username/password)
    AuthSrv->>AuthSrv: 验证凭据
    AuthSrv->>TokenSrv: 签发 RS256-signed JWT
    TokenSrv-->>AuthSrv: AT + RT
    AuthSrv-->>Client: 设置 Cookie(AT, RT) + 302 /dashboard
    
    Note over Client,API: 后续请求
    Client->>API: GET /api/orders (Cookie: AT)
    API->>TokenSrv: 验签 AT（公钥本地验证，零网络调用）
    TokenSrv-->>API: valid {sub: user_123, role: admin}
    API-->>Client: JSON response

Note

一个常见的误解：JWT ≠ 会话管理。JWT 只是一种自包含的令牌格式，它本身不提供会话管理能力。是否用数据库存 session、是否支持远程撤销、是否限制单设备登录——这些都是独立的架构决策，与选用 JWT 还是 opaque token 无关。

关联笔记

RBAC 权限模型

9.8 KiB Raw Blame History Unescape Escape