重新学习web后端开发-007-了解http basic auth

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1. 需求场景

我们在开发api接口时，有时候需要对某些接口进行授权，允许有权限的用户才能访问。对用户进行权限管理通常可以通过cookie/session，token等机制来实现。这些方式比较适合相对复杂的业务权限处理，而http本身提供了一种相对简单的授权方式，就是http basic auth。上节中，我们提到的metrics相关的接口，是需要进行授权后，才能访问，而监控接口主要被内部的监控系统所使用，本身和具体的业务无关，使用http basic auth机制比较切合。

2. Basic Auth简介

Basic Auth是http协议提供的一个简单的认证机制，当我们访问某个受保护的资源（url）时，http服务器将告知客户端该资源需要授权才能访问，随后客户端提供相应的凭证（用户名/密码），服务端收到凭证进行校验，确认无误后，客户端既可访问受保护的资源，否则，将无权访问。

3. Basic Auth基本流程

3.1 浏览器交互流程

Http Basic Auth基本流程

浏览器GET请求/actuator/metrics接口
服务器返回401响应，表示该资源需要授权访问（basic auth）
浏览器弹出用户名和密码输入框，让用户提供凭证。用户输入信息后，将凭证信息进行相应的编码后，再次发送请求到服务器。
服务器收到用户的请求，提取出用户凭证，校验匹配后，返回包含该资源信息的200成功响应。

注意：

如用户输入的凭证信息不匹配，将会再次执行第二步操作，返回401响应(未授权)

不同的http客户端，对basic auth的支持会有差异。典型的是通过浏览器访问受保护的资源时，会弹出用户名和密码输入框，而非浏览器客户端，比如在APP中，通过http接口调用时，是不会弹出输入框的。

3.2 http协议交互流程

下面我们具体的看一下http协议的交互流程。

客户端发起GET请求
```
GET /actuator/metrics HTTP/1.1
...
```
服务器发现该资源需要授权访问，而客户端并未提供凭证信息，则向客户端返回401响应（HTTP 401 Unauthorized），以及WWW-Authenticate头部字段。
```
HTTP/1.1 401 Unauthorized
WWW-Authenticate: Basic realm="Authorization Required"
Date: Sun, 24 Mar 2019 01:09:45 GMT
Content-Length: 0
```
WWW-Authenticate头部字段：
```
WWW-Authenticate: Basic realm="Authorization Required"
```
其中，Basic表示使用basic认证算法，realm表示区域，不同的区域可以使用不同的用户名和密码。

服务器也可以带上编码字段，表明服务器期望客户端使用相应的编码去encode用户名和密码。
```
WWW-Authenticate: Basic realm="Authorization Required", charset="UTF-8"
```
客户端获取到用户名和密码后，进行Base64编码后，向服务器再次发起请求，请求中通常在header中通过Authorization字段带上认证信息。
```
GET /actuator/metrics HTTP/1.1
Host: localhost:9800
Authorization: Basic YWRtaW46cGFzcw==
...
```
Authorization字段信息包含两部分，第一部分是Basic，后面带上一个空格；第二部分是用户凭证信息的编码。编码过程如下：
1. 将用户名和密码通过":"进行组合。这里要注意，用户名中不能包含":"这个字符。
2. 将组合后的字符串默认使用US-ASCII编码，当然服务器也可以要求使用UTF-8进行编码。
3. 将组合后的字符串再通过Base64算法进行编码。
比如：用户名为admin，密码为pass，则编码时先进行组装得到字符串admin:pass，然后对字符串使用ASCII编码，进行Base64后得到字符串YWRtaW46cGFzcw==

服务器收到请求后，提取出Authorization字段，校验匹配后，则返回200成功响应。

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Date: Sun, 24 Mar 2019 01:11:00 GMT
Content-Length: 55

{"name":["all","mem.sys","mem.heap_objects","gc.last"]}

3.3 /health接口使用Basic Auth的特殊情况

/health接口在客户端请求时，如果没有带上basic auth信息，则返回简单的服务健康信息。

GET /actuator/health HTTP/1.1
...

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Content-Length: 30
...

{"status":"up","statusCode":1}

如果客户端请求时，带上了认证信息，则返回详细的服务健康信息。

GET /actuator/health HTTP/1.1
Authorization: Basic YWRtaW46cGFzcw==
...

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Date: Sun, 24 Mar 2019 02:37:13 GMT
Content-Length: 224

{"details":{"disk":{"status":"up","details":{"free":912524103680,"threshold":0,"total":1127625711616}},"mem":{"status":"up","details":{"free":10098888704,"total":1
7035321344,"used":6936432640}}},"status":"up","statusCode":1}

这里的实现和基本的basic auth流程将不一样，它不会响应401。而是根据客户端请求的情况进行处理。

func ActuatorGetHealthInfo(c *gin.Context) {
    showDetail := false

    // 判断是否使用basic auth
    authHead := c.GetHeader("Authorization")
    if strings.HasPrefix(authHead, "Basic ") {
        // 获取token
        token := authHead[6:]

        // 验证token
        shouldToken := base64.StdEncoding.EncodeToString([]byte(fmt.Sprintf("%s:%s", utils.GetAppConfig().Management.Security.Account, utils.GetAppConfig().Management.Security.Password)))

        if token == shouldToken {
             // 凭证信息一致，将显示详细信息
            showDetail = true
        }
    }

    // 调用业务逻辑
    r, _ := healthService.HealthInfo(showDetail)

    // 组装返回数据
    c.JSON(http.StatusOK, r)
}

4. Basic Auth优缺点

4.1 Basic Auth优点

简单 - 认证信息使用标准的http头部字段进行传输，不需要使用cookies/session等，也没有复杂的客户端和服务端协商过程。

4.2 Basic Auth缺点

安全 - 认证信息仅仅使用Base64进行编码，并未使用加密算法，基本上等于明文传输，需要使用https进行加密传输。

5. Basic Auth应用场景

Basic Auth比较适合简单的认证场景，尤其是在内网中使用。通常我们会配合https进行信息加密，来提高安全性。

6. 小结

本节通过实际的接口实例介绍了http basic auth的基本流程，优缺点以及应用场景。下一节，我们将介绍关于Restful接口的相关信息、如何设计Restful风格的接口及实际开发过程中比较好的工程实践。

本文为作者原创作品，属于《重新学习web后端开发》专辑中的一篇，转载时请备注作者信息及来源。本文原文地址：http://www.donnyzhang.com/2019/03/23/uranus-007/