面试题：安全认证：JWT在复杂多租户架构下的深度应用

Question

假设存在一个复杂的多租户系统，涉及多个子系统和微服务，并且需要实现跨域的安全认证。请阐述如何基于JWT设计一个全面的安全认证体系，包括但不限于JWT的传递机制、与不同子系统及微服务的集成方式，以及如何处理多租户之间权限隔离与共享的平衡问题。

Answer 1

JWT传递机制

1. 生成JWT：在用户登录成功后，认证服务器根据用户信息（如用户名、用户ID、租户ID等）生成JWT。JWT包含头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature）三部分。头部通常指定令牌的类型（如JWT）和使用的哈希算法（如HS256）；载荷用于存放用户相关的声明（claims），例如用户标识、租户信息、权限信息等；签名则用于验证令牌的完整性和真实性。
2. 传递方式：
   • HTTP Headers：将JWT放在Authorization头部，格式为Bearer <token>。例如，客户端在每次请求时，在请求头中添加Authorization: Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9...。这种方式简单且常用，适合大多数Web应用场景。
   • Cookie：可以将JWT存储在Cookie中进行传递，但需要注意设置合适的安全属性，如Secure（确保仅在HTTPS连接下传输）和HttpOnly（防止通过JavaScript访问，减少XSS攻击风险）。不过，由于跨域限制，Cookie传递JWT在跨域场景下可能需要额外的配置和处理。

与不同子系统及微服务的集成方式

1. 网关层验证：在系统的API网关处进行JWT的验证。所有进入系统的请求首先经过网关，网关解析JWT，验证其签名的有效性、过期时间等。如果JWT无效，网关直接返回401未授权错误。这样可以在入口处统一拦截未授权的请求，减轻后端子系统和微服务的验证负担。
2. 微服务内部验证：对于一些需要额外安全性保障的微服务，在微服务内部再次验证JWT。可以通过在微服务中引入JWT验证中间件来实现。当请求到达微服务时，中间件解析JWT并进行二次验证，确保请求的合法性。
3. 共享密钥：为了验证JWT的签名，认证服务器和各个子系统、微服务需要共享相同的密钥。对于对称加密算法（如HS256），这个密钥用于签名和验证；对于非对称加密算法（如RS256），认证服务器使用私钥签名，子系统和微服务使用公钥验证。可以通过安全的配置中心来管理和分发密钥，确保密钥的安全性和一致性。

处理多租户之间权限隔离与共享的平衡问题

1. 权限隔离：
   • 租户特定权限声明：在JWT的载荷中包含租户特定的权限信息。例如，每个租户可能有不同的资源访问权限，在JWT中可以声明tenantPermissions: ["view_tenant1_resource1", "edit_tenant1_resource2"]。子系统和微服务在接收到JWT后，根据这些权限声明来判断用户是否有权限访问特定资源。
   • 资源隔离：从数据层面确保不同租户的数据相互隔离。每个租户的数据可以存储在独立的数据库实例、数据库模式或表空间中。在进行数据库查询时，根据JWT中的租户ID添加相应的过滤条件，确保用户只能访问其所属租户的数据。
2. 权限共享：
   • 公共权限声明：对于一些所有租户都共享的权限，如系统公告查看权限，可以在JWT中设置公共权限声明，如commonPermissions: ["view_system_notice"]。子系统和微服务在验证权限时，不仅检查租户特定权限，也检查公共权限。
   • 角色继承：可以设计一种角色继承机制，某些高级角色（如系统管理员）具有跨租户的管理权限。这些角色的权限在JWT中以特殊的声明表示，例如role: "system_admin"，并且系统在处理请求时，根据角色声明赋予其跨租户操作的权限。
3. 动态权限管理：建立一个权限管理系统，允许管理员动态地为租户或用户分配权限。当权限发生变化时，认证服务器重新生成JWT并分发给用户。这样可以灵活地调整多租户之间的权限隔离与共享关系，适应业务的变化。