Swoft 系列教程:(2)认证服务及组件

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Swoft 提供了一整套认证服务组件,基本做到了配置后开箱即用。用户只需根据自身业务实现相应的登录认证逻辑,框架认证组件会调用你的登录业务进行token的签发,而后的请求中token解析、合法性验证也都由框架提供,同时框架开放了token权限认证接口给用户,我们需根据自身业务实现token对当前访问资源权限的认证。下面我们详细讲一下 jwt 的签发及验证、访问控制的流程。


token 签发

token 签发的基本流程为请求用户登录认证服务,认证通过则签发token。Swoft 的认证组件为我们完成了token签发工作,同时 Swoft 约定了一个Swoft\Auth\Mapping\AuthManagerInterface::login方法作为用户的认证业务的入口。

使用到的组件及服务:

#认证组件服务,使用此接口类名作为服务名注册到框架服务中
`Swoft\Auth\Mapping\AuthManagerInterface::class`
#框架认证组件的具体实现者 token 的签发、合法校验、解析
`Swoft\Auth\AuthManager`
#token的会话载体 存储着token的信息
`Swoft\Auth\Bean\AuthSession`

#约定用户的认证业务需实现返回`Swoft\Auth\Bean\AuthResult`的`login`方法和`bool`的`authenticate`的方法
`Swoft\Auth\Mapping\AccountTypeInterface`
#用于签发token的必要数据载体 iss/sub/iat/exp/data 传递给 `Swoft\Auth\AuthManager` 签发 token
`Swoft\Auth\Bean\AuthResult`

配置项:
config/properties/app.php设定auth模式jwt

return [
    ...
    'auth' => [
        'jwt' => [
            'algorithm' => 'HS256',
            'secret' => 'big_cat'
        ],
    ]
    ...
];

config/beans/base.php\Swoft\Auth\Mapping\AuthManagerInterface::class服务绑定具体的服务提供者

return [
    'serverDispatcher' => [
        'middlewares' => [
            ...
        ],
        ...
    ],
    // token签发及合法性验证服务
    \Swoft\Auth\Mapping\AuthManagerInterface::class => [
        'class' => \App\Services\AuthManagerService::class
    ],
];

App\Models\Logic\AuthLogic

实现用户业务的认证,以 Swoft\Auth\Mapping\AccountTypeInterface 接口的约定实现了 login/authenticate方法。

login方法返回Swoft\Auth\Bean\AuthResult对象,存储用于jwt签发的凭证:

  • setIdentity 对应 sub,即jwt的签发对象,一般使用uid即可
  • setExtendedData 对应 payload, 即jwt的载荷,存储一些非敏感信息即可

authenticate方法签发时用不到,主要在验证请求的token合法性时用到,即检测jwtsub是否为本平台合法用户

<?php
namespace App\Models\Logic;

use Swoft\Auth\Bean\AuthResult;
use Swoft\Auth\Mapping\AccountTypeInterface;

class AuthLogic implements AccountTypeInterface
{
    /**
     * 用户登录认证 需返回 AuthResult 对象
     * 返回 Swoft\Auth\Bean\AuthResult 对象
     * @override Swoft\Auth\Mapping\AccountTypeInterface
     * @param array $data
     * @return AuthResult
     */
    public function login(array $data): AuthResult
    {
        $account  = $data['account'];
        $password = $data['password'];

        $user = $this->userDao->getByConditions(['account' => $account]);

        $authResult = new AuthResult();

        // 用户验证成功则签发token
        if ($user instanceof User && $this->userDao->verifyPassword($user, $password)) {
            // authResult 主标识 对应 jwt 中的 sub 字段
            $authResult->setIdentity($user->getId());
            // authResult 附加数据 jwt 的 payload
            $authResult->setExtendedData([self::ID => $user->getId()]);
        }

        return $authResult;
    }
    
    /**
     * 验证签发对象是否合法 这里我们简单验证签发对象是否为本平台用户
     * $identity 即 jwt 的 sub 字段
     * @override Swoft\Auth\Mapping\AccountTypeInterface
     * @param string $identity token sub 字段
     * @return bool
     */
    public function authenticate(string $identity): bool
    {
        return $this->userDao->exists($identity);
    }
}

Swoft\Auth\AuthManager::login 要求传入用户业务的认证类,及相应的认证字段,根据返回Swoft\Auth\Bean\AuthResult对象判断登录认证是否成功,成功则签发token,返回Swoft\Auth\Bean\AuthSession对象。


App\Services\AuthManagerService

用户认证管理服务,继承框架Swoft\Auth\AuthManager做定制扩展。比如我们这里实现一个auth方法供登录请求调用,auth 方法中则传递用户业务认证模块来验证和签发token,获取token会话数据。

<?php
/**
 * 用户认证服务
 * User: big_cat
 * Date: 2018/12/17 0017
 * Time: 16:36
 */

namespace App\Services;

use App\Models\Logic\AuthLogic;

use Swoft\Redis\Redis;

use Swoft\Bean\Annotation\Bean;
use Swoft\Bean\Annotation\Inject;

use Swoft\Auth\AuthManager;
use Swoft\Auth\Bean\AuthSession;
use Swoft\Auth\Mapping\AuthManagerInterface;

/**
 * @Bean()
 * @package App\Services
 */
class AuthManagerService extends AuthManager implements AuthManagerInterface
{
    /**
     * 缓存类
     * @var string
     */
    protected $cacheClass = Redis::class;

    /**
     * jwt 具有自包含的特性 能自己描述自身何时过期 但只能一次性签发
     * 用户主动注销后 jwt 并不能立即失效 所以我们可以设定一个 jwt 键名的 ttl
     * 这里使用是否 cacheEnable 来决定是否做二次验证
     * 当获取token并解析后,token 的算法层是正确的 但如果 redis 中的 jwt 键名已经过期
     * 则可认为用户主动注销了 jwt,则依然认为 jwt 非法
     * 所以我们需要在用户主动注销时,更新 redis 中的 jwt 键名为立即失效
     * 同时对 token 刷新进行验证 保证当前用户只有一个合法 token 刷新后前 token 立即失效
     * @var bool 开启缓存
     */
    protected $cacheEnable = true;

    // token 有效期 7 天
    protected $sessionDuration = 86400 * 7;

    /**
     * 定义登录认证方法 调用 Swoft的AuthManager@login 方法进行登录认证 签发token
     * @param string $account
     * @param string $password
     * @return AuthSession
     */
    public function auth(string $account, string $password): AuthSession
    {
        // AuthLogic 需实现 AccountTypeInterface 接口的 login/authenticate 方法
        return $this->login(AuthLogic::class, [
            'account' => $account,
            'password' => $password
        ]);
    }
}

App\Controllers\AuthController

处理用户的登录请求

<?php
/**
 * Created by PhpStorm.
 * User: big_cat
 * Date: 2018/12/10 0010
 * Time: 17:05
 */
namespace App\Controllers;

use App\Services\AuthManagerService;

use Swoft\Http\Message\Server\Request;
use Swoft\Http\Server\Bean\Annotation\Controller;
use Swoft\Http\Server\Bean\Annotation\RequestMapping;
use Swoft\Http\Server\Bean\Annotation\RequestMethod;

use Swoft\Bean\Annotation\Inject;
use Swoft\Bean\Annotation\Strings;
use Swoft\Bean\Annotation\ValidatorFrom;

/**
 * 登录认证模块
 * @Controller("/v1/auth")
 * @package App\Controllers
 */
class AuthController
{
    /**
     * 用户登录
     * @RequestMapping(route="login", method={RequestMethod::POST})
     * @Strings(from=ValidatorFrom::POST, name="account", min=6, max=11, default="", template="帐号需{min}~{max}位,您提交的为{value}")
     * @Strings(from=ValidatorFrom::POST, name="password", min=6, max=25, default="", template="密码需{min}~{max}位,您提交的为{value}")
     * @param Request $request
     * @return array
     */
    public function login(Request $request): array
    {
        $account  = $request->input('account') ?? $request->json('account');
        $password = $request->input('password') ?? $request->json('password');

        // 调用认证服务 - 登录&签发token
        $session = $this->authManagerService->auth($account, $password);

        // 获取需要的jwt信息
        $data_token = [
            'token' => $session->getToken(),
            'expired_at' => $session->getExpirationTime()
        ];

        return [
            "err" => 0,
            "msg" => 'success',
            "data" => $data_token
        ];
    }
}

POST /v1/auth/login 的结果

{
    "err": 0,
    "msg": "success",
    "data": {
        "token": "eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJBcHBcXE1vZGVsc1xcTG9naWNcXEF1dGhMb2dpYyIsInN1YiI6IjgwIiwiaWF0IjoxNTUxNjAyOTk4LCJleHAiOjE1NTIyMDc3OTgsImRhdGEiOnsidWlkIjo4MH19.u2g5yU9ir1-ETVehLFIIZZgtW7u9aOvH2cndMsIY98Y",
        "expired_at": 1552207798
    }
}

这里提及一下为什么要提供在服务端缓存token的选项$cacheEnable

  • 普通的token不像jwt具有自我描述的特性,我们为维护token的有效期只能在服务端缓存其有效期,防止过期失效的token被滥用。
  • jwt可以自我描述过期时间,为什么也要缓存呢?因为jwt自身的描述是只读的,即我们无法让jwt提前过期失效,如果用户退出登录,则销毁token是个不错的安全开发习惯,所以只有在服务端也维护了一份jwt的过期时间,用户退出时过期此token,那么就可以自由控制jwt的过期时间。
/**
 * @param string $token
 * @return bool
 */
public function authenticateToken(string $token): bool
{
    ...
    // 如果开启了服务端缓存选项 则验证token是否过期 可变向控制jwt的有效期
    if ($this->cacheEnable === true) {
        try {
            $cache = $this->getCacheClient()
                ->get($this->getCacheKey($session->getIdentity(), $session->getExtendedData()));
            if (! $cache || $cache !== $token) {
                throw new AuthException(ErrorCode::AUTH_TOKEN_INVALID);
            }
        } catch (InvalidArgumentException $e) {
            $err = sprintf('Identity : %s ,err : %s', $session->getIdentity(), $e->getMessage());
            throw new AuthException(ErrorCode::POST_DATA_NOT_PROVIDED, $err);
        }
    }

    $this->setSession($session);
    return true;
}

token 解析、验证

token的解析及合法性验证实现流程,注意只是验证token的合法性,即签名是否正确,签发者,签发对象是否合法,是否过期。并未对 token 的访问权限做认证。


使用到的组件及服务:

#调用`token拦截服务`尝试获取`token`,并调用`token管理服务`做解析及合法性验证
`Swoft\Auth\Middleware\AuthMiddleware`

#`token拦截服务`
`Swoft\Auth\Mapping\AuthorizationParserInterface::class`
#`token拦截服务提供者`,根据`token类型`调用相应的`token解析器`
`Swoft\Auth\Parser\AuthorizationHeaderParser`

#`token管理服务`,由`token管理服务提供者`提供基础服务,被`token解析器`调用
`Swoft\Auth\Mapping\AuthManagerInterface::class`
#`token管理服务提供者`,负责签发、解析、合法性验证
`Swoft\Auth\AuthManager`

Swoft\Auth\Middleware\AuthMiddleware负责拦截请求并调用token解析及验证服务。会尝试获取请求头中的Authorization字段值,根据类型Basic/Bearer来选择相应的权限认证服务组件对token做合法性的校验并生成token会话。但并不涉及业务访问权限ACL的验证,即只保证某个token 是本平台合法签发的,不保证此token对当前资源有合法的访问权限。如果Authorization为空的话则视为普通请求。

执行流程:

  1. Swoft\Auth\Middleware\AuthMiddleware调用 Swoft\Auth\Mapping\AuthorizationParserInterface::class 服务,服务具体由 Swoft\Auth\Parser\AuthorizationHeaderParser实现。
  2. 服务AuthorizationHeaderParser尝试获取请求头中的Authorization字段值,如果获取到token,则根据token的类型:BasicorBearer来调用具体的解析器。Basic的解析器为`Swoft\Auth\Parser\Handler::BasicAuthHandlerBearer的解析器为 Swoft\Auth\Parser\Handler::BearerTokenHandler,下面我们具体以Bearer模式的jwt为示例。
  3. 在获取到类型为Bearertoken后,BearerTokenHandler将会调用Swoft\Auth\Mapping\AuthManagerInterface::class服务的authenticateToken方法来对token进行合法性的校验和解析,即判断此token的签名是否合法,签发者是否合法,签发对象是否合法(注意:调用了App\Models\Logic\AuthLogic::authenticate方法验证),是否过期等。
  4. token解析验证非法,则抛出异常中断请求处理。
  5. token解析验证合法,则将payload载入本次会话并继续执行。

所以我们可以将此中间件注册到全局,请求携带token则解析验证,不携带token则视为普通请求。


#config/beans/base.php
return [
    'serverDispatcher' => [
        'middlewares' => [
            ...
            \Swoft\Auth\Middleware\AuthMiddleware::class
        ],
        ...
    ],
    // token签发及合法性验证服务
    \Swoft\Auth\Mapping\AuthManagerInterface::class => [
        'class' => \App\Services\AuthManagerService::class
    ],
];

<?php
namespace AppModelsLogic;

use SwoftAuthBeanAuthResult;
use SwoftAuthMappingAccountTypeInterface;

class AuthLogic implements AccountTypeInterface
{

...
/**
 * 验证签发对象是否合法 这里我们简单验证签发对象是否为本平台用户
 * $identity 即 jwt 的 sub 字段
 * @override Swoft\Auth\Mapping\AccountTypeInterface
 * @param string $identity token sub 字段
 * @return bool
 */
public function authenticate(string $identity): bool
{
    return $this->userDao->exists($identity);
}

}


acl鉴权

token 虽然经过了合法性验证,只能说明token是本平台签发的,还无法判断此token是否有权访问当前业务资源,所以我们还要引入Acl认证

使用到的组件及服务:

#Acl认证中间件
Swoft\Auth\Middleware\AclMiddleware

#用户业务权限auth服务
Swoft\Auth\Mapping\AuthServiceInterface::class

#token会话访问组件
Swoft\Auth\AuthUserService
  1. Swoft\Auth\Middleware\AclMiddleware中间件会调用Swoft\Auth\Mapping\AuthServiceInterface::class服务,此服务主要用于Acl认证,即验证当前请求是否携带了合法token,及token是否对当前资源有访问权限。
  2. Swoft\Auth\Mapping\AuthServiceInterface::class服务由框架的Swoft\Auth\AuthUserService组件实现获取token会话的部分功能,auth方法则交由用户层重写,所以我们需继承Swoft\Auth\AuthUserService并根据自身业务需求实现auth方法。
  3. 在继承了Swoft\Auth\AuthUserService的用户业务认证组件中,我们可以尝试获取token会话的签发对象及payload数据:getUserIdentity/getUserExtendData。然后在auth方法中判断当前请求是否有token会话及是否对当前资源有访问权限,来决定返回true or falseAclMiddleware中间件。
  4. AclMiddleware中间件获取到用户业务下的authfalse(请求没有携带合法token 401 或无权访问当前资源 403),则终端请求处理。
  5. AclMiddleware中间件获取到在用户业务下的authtrue,则说明请求携带合法token,且token对当前资源有权访问,继续请求处理。

config/bean/base.php

return [
    'serverDispatcher' => [
        'middlewares' => [
            ....
            //系统token解析中间件
            \Swoft\Auth\Middleware\AuthMiddleware::class,
            ...
        ]
    ],
    // token签发及合法性验证服务
    \Swoft\Auth\Mapping\AuthManagerInterface::class => [
        'class' => \App\Services\AuthManagerService::class
    ],
    // Acl用户资源权限认证服务
    \Swoft\Auth\Mapping\AuthServiceInterface::class => [
        'class' => \App\Services\AclAuthService::class,
        'userLogic' => '${' . \App\Models\Logic\UserLogic::class . '}' // 注入UserLogicBean
    ],
];

App\Services\AclAuthService

tokenAcl鉴权。

<?php
namespace App\Services;

use Swoft\Auth\AuthUserService;
use Swoft\Auth\Mapping\AuthServiceInterface;
use Psr\Http\Message\ServerRequestInterface;

/**
 * Bean 因在 config/beans/base.php 中已经以参数配置的方式注册,故此处不能再使用Bean注解声明
 * Class AclAuthService
 * @package App\Services
 */
class AclAuthService extends AuthUserService implements AuthServiceInterface
{
    /**
     * 用户逻辑模块
     * 因本模块是以参数配置的方式注入到系统服务的
     * 所以其相关依赖也需要使用参数配置方式注入 无法使用Inject注解声明
     * @var App\Models\Logic\UserLogic
     */
    protected $userLogic;

    /**
     * 配合 AclMiddleware 中间件 验证用户请求是否合法
     * true AclMiddleware 通过
     *false AclMiddleware throw AuthException
     * @override AuthUserService
     * @param string $requestHandler
     * @param ServerRequestInterface $request
     * @return bool
     */
    public function auth(string $requestHandler, ServerRequestInterface $request): bool
    {
        // 签发对象标识
        $sub = $this->getUserIdentity();
        // token载荷
        $payload = $this->getUserExtendData();
        
        // 验证当前token是否有权访问业务资源 aclAuth为自己的认证逻辑
        if ($this->aclAuth($sub, $payload)) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

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