面试题：微服务架构中服务认证与授权的跨域问题及解决方案

Question

在基于微服务架构构建的分布式系统中，各微服务可能部署在不同的域下，这就带来了服务认证与授权的跨域问题。请深入分析这些问题，并详细阐述相应的解决方案，包括但不限于技术选型、实现思路以及可能面临的挑战。

Answer 1

问题分析

1. 认证跨域
   • 不同域下，用户认证信息传递困难。例如，前端在域A发起请求到微服务A完成认证，当向域B的微服务B发起请求时，微服务B无法直接获取域A的认证信息。
   • 跨域认证可能涉及不同认证机制的交互，如域A使用OAuth 2.0，域B使用基于JWT的认证，增加了兼容性问题。
2. 授权跨域
   • 权限信息在不同域的微服务间同步困难。若微服务A根据用户角色赋予某些权限，当请求跨域到微服务B时，微服务B可能无法及时获取最新的权限信息，导致授权判断失误。
   • 不同域的微服务可能有不同的授权策略，如域A基于角色的访问控制（RBAC），域B基于属性的访问控制（ABAC），这使得统一授权管理变得复杂。

解决方案

1. 技术选型
   • JWT（JSON Web Token）：JWT可以携带用户认证和部分授权信息，在跨域请求时，前端将JWT包含在请求头中，各微服务通过验证JWT的签名来确认请求合法性。它具有自包含性，微服务无需再向其他服务请求认证信息。
   • OAuth 2.0：适用于不同域下微服务间的授权。它可以通过授权服务器来管理不同微服务的授权，允许第三方应用获得对资源服务器资源的有限访问权限。
   • 集中式身份验证服务（如Keycloak）：Keycloak是一个开源的身份和访问管理解决方案。它提供了单点登录、用户管理、客户端管理等功能，各微服务可以集成Keycloak客户端，由Keycloak统一处理认证和授权，实现跨域的认证与授权管理。
2. 实现思路
   • 基于JWT的实现：
     • 用户在登录时，认证服务生成JWT，包含用户标识、角色等信息，并对其签名。
     • 前端将JWT存储在本地（如localStorage或cookie），每次跨域请求时，将JWT放在请求头（如Authorization: Bearer ）中。
     • 微服务接收到请求后，使用相同的密钥验证JWT签名，若验证通过，则获取其中的用户信息进行授权判断。
   • 基于OAuth 2.0的实现：
     • 客户端（前端应用）向授权服务器请求授权码。
     • 授权服务器验证客户端身份和用户授权后，颁发授权码。
     • 客户端使用授权码向授权服务器换取访问令牌（access token）。
     • 客户端在跨域请求时，将访问令牌包含在请求中，资源服务器（微服务）通过与授权服务器交互验证访问令牌的有效性，进行授权操作。
   • 基于Keycloak的实现：
     • 各微服务集成Keycloak客户端，配置相关连接信息。
     • 用户登录到Keycloak统一认证页面，Keycloak完成认证后，生成相关认证和授权信息。
     • 微服务通过Keycloak客户端获取认证和授权信息，进行请求处理。
3. 可能面临的挑战
   • 性能问题：验证JWT签名、与授权服务器交互验证令牌等操作会增加微服务的处理开销，特别是在高并发情况下，可能影响系统性能。可以通过缓存认证和授权信息、优化验证算法等方式缓解。
   • 安全性问题：JWT若泄露，可能导致信息泄露和非法访问。需要确保JWT的传输安全（如使用HTTPS），设置合理的过期时间。对于OAuth 2.0和Keycloak，要防止授权服务器被攻击，保证其安全性。
   • 兼容性问题：不同微服务可能使用不同的技术框架，在集成认证和授权方案时，可能遇到兼容性问题。例如，某些老旧框架对新的认证和授权标准支持不完善，需要进行额外的适配工作。