面试题：微服务架构下RPC安全机制中的认证方式有哪些及原理

Question

在微服务架构采用RPC通信的场景下，请阐述常见的认证方式，比如基于令牌（Token）认证、基于证书认证等，并说明它们的工作原理。

Answer 1

基于令牌（Token）认证

1. 工作原理：
   • 用户登录：用户在客户端输入用户名和密码进行登录请求。
   • 认证服务器验证：请求发送到认证服务器，认证服务器验证用户名和密码。如果验证成功，认证服务器会生成一个令牌（Token），这个令牌通常包含用户身份信息、权限信息等，并且使用密钥进行签名。
   • 返回令牌：认证服务器将生成的令牌返回给客户端。
   • 客户端携带令牌请求：客户端在后续的RPC调用中，将令牌放在请求头或其他约定位置，一起发送给微服务。
   • 微服务验证令牌：微服务接收到请求后，提取令牌，并将其发送到认证服务器（或使用本地验证机制，前提是共享相同的密钥）进行验证。验证令牌的签名是否正确、是否过期等。如果验证通过，微服务处理请求；否则，返回认证失败错误。

基于证书认证

1. 工作原理：
   • 证书颁发：由认证机构（CA）为客户端和微服务颁发数字证书。证书包含公钥、证书持有者信息等，并由CA使用私钥进行签名。
   • 客户端请求：客户端发起RPC调用时，将自己的数字证书随请求一起发送给微服务。
   • 微服务验证：微服务接收到请求和客户端证书后，首先使用CA的公钥验证证书的签名，以确认证书的真实性。然后检查证书的有效期、证书持有者信息等是否符合预期。如果验证通过，微服务可以从证书中提取客户端的公钥，用于后续的加密通信（例如，使用客户端公钥对响应数据进行加密）。同时，客户端也可以要求微服务提供证书进行反向验证，过程类似，以确保通信双方的身份真实性。

基于OAuth认证

1. 工作原理：
   • 用户授权：用户向资源所有者（如用户账户服务）发起授权请求，资源所有者引导用户到授权服务器。用户在授权服务器上进行登录，并授权第三方应用（客户端）访问其资源。
   • 授权码发放：授权服务器验证用户身份和授权请求后，向客户端发放授权码。
   • 令牌获取：客户端使用授权码向授权服务器请求访问令牌（Access Token），可能还会获取刷新令牌（Refresh Token）。授权服务器验证授权码后，发放访问令牌等。
   • RPC调用：客户端在RPC调用时，将访问令牌放在请求中发送给微服务。微服务验证访问令牌的有效性，方式与基于令牌认证类似，通过与授权服务器交互或本地验证机制。如果验证成功，处理请求；否则拒绝。当访问令牌过期时，客户端可以使用刷新令牌获取新的访问令牌。