杂记 | keycloak的介绍和基本概念

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本文由ChatGPT生成，经人工修改，主要介绍基本概念，面向初学者，不涉及具体技术实现。

01 简介

1.1 什么是身份和访问管理

身份管理（认证）涉及验证用户的身份，并确保他们是合法用户。

访问管理（授权）则控制用户对特定资源和功能的权限。

身份管理解决方案通常涉及以下方面：

• 身份验证：验证用户的身份以确保其真实性和合法性。这可以通过用户名和密码、令牌或其他认证机制来实现。
• 用户管理：管理用户的注册、配置和个人信息，包括创建、删除和修改用户账户，以及处理密码重置和用户权限等。
• 单点登录 (SSO)：允许用户通过一次登录访问多个关联的应用程序，而无需在每个应用程序中重新进行身份验证。
• 多因素认证 (MFA)：使用多个独立的身份验证因素（如密码、短信验证码等）来增加身份验证的安全性。

访问管理解决方案涉及以下方面：

• 授权：定义和管理用户对特定资源的访问权限，确保用户只能访问其授权范围内的资源。
• 角色管理：定义和管理用户角色，将权限分配给特定角色，以简化权限管理和控制。
• 审计和日志记录：记录用户的访问活动和操作，以便监控和审计用户行为，并便于故障排除和安全审计。

1.2 Keycloak概述

Keycloak是一个开源的身份和访问管理解决方案，由RedHat公司开发和维护。它提供了一套全面的工具和功能，帮助开发人员实现安全的用户身份验证和授权机制，同时简化了应用程序的身份和访问管理流程。

它具有以下关键特点和功能：

1. 单点登录 (SSO)：用户通过一次登录即可访问多个关联的应用程序，无需在每个应用程序中重新进行身份验证。这提供了便捷的用户体验，并减少了用户需要记住多个凭据的负担。

2. 多因素认证 (MFA)：支持多种认证机制，包括密码、短信验证码、电子邮件验证等。通过结合多个独立的身份验证因素，为应用程序提供了更高级别的身份验证安全性。

3. 客户端适配器和集成：开发人员能够快速地将Keycloak集成到各种应用程序和服务中，包括Java、JavaScript、Node.js、Spring等。

4. 用户管理和自助注册：丰富的用户管理功能，包括创建、删除、修改用户账户，管理用户角色和权限等。此外，Keycloak还支持自助注册功能，允许用户自行注册并管理他们的账户信息。

5. 联合身份验证：充当身份提供商(IdP)，与其他身份提供商（如Google、Facebook、LDAP等）进行集成，实现联合身份验证。这使得用户可以使用他们已有的身份提供商账户进行登录和访问应用程序。

6. 可扩展性和高可用性：支持大规模应用程序和复杂的部署环境，提供了集群和负载均衡支持，以确保系统的性能和可靠性。

1.3 官网及文档

本文写作日期是2023年6月，截至目前，keycloak的最新稳定版本是21.1.1

官网：https://www.keycloak.org

官方文档：https://www.keycloak.org/documentation

GitHub：https://github.com/keycloak/keycloak

02 Keycloak的基础概念

2.1 领域

在Keycloak中，领域（Realm）是一个专门用来管理项目的工作区，类似于一个独立的安全容器，每个Keycloak实例可以包含一个或多个领域，每个领域是一个独立的安全域，可以具有自己的用户集合、客户端应用程序和身份验证配置。不同领域之间的资源是相互隔离的。
领域分为两类：

• master realm：由Keycloak刚启动时创建，用于管理admin账号以及创建其他的领域；
• 普通领域：由admin账号在master realm中创建，用于管理具体的项目和用户。

2.2 客户端和应用程序

在Keycloak中，客户端Client是指需要进行身份验证和授权的应用程序或服务，包括Web应用程序、移动应用程序、后端服务等。

与之相关的基本概念有：

1. 客户端注册：在Keycloak中，首先需要注册一个客户端，即在Keycloak服务器上创建一个客户端实例，以便应用程序可以与Keycloak进行交互。注册时提供的信息有客户端名称、客户端类型（如Web应用程序、移动应用程序）、重定向URL等。

2. 客户端凭据：注册客户端后，Keycloak会为该客户端生成一个客户端凭据（Client Credentials）。这一凭据包括客户端ID和客户端秘钥（Client Secret）。客户端ID用于标识客户端，客户端秘钥用于安全地进行客户端和Keycloak之间的通信。

3. 客户端适配器：Keycloak提供了各种客户端适配器（Client Adapters），以简化客户端与Keycloak之间的集成过程。这些适配器针对不同的平台和技术栈，如Java、JavaScript、Node.js、Spring等，提供了特定的集成功能和API。

4. 客户端配置：客户端需要进行适当的配置，以便与Keycloak服务器进行正确的交互。配置内容包括Keycloak服务器的URL、客户端ID、客户端秘钥以及身份验证和授权的设置。客户端配置可以在应用程序的配置文件或代码中进行设置。

2.3 用户和身份验证

在Keycloak中，用户User是指使用应用程序或服务的实际个体或实体。Keycloak提供了全面的用户管理功能，使开发人员能够创建、管理和验证用户的身份。

以下是与用户和身份验证相关的基本概念：

1. 用户存储：Keycloak支持多种类型的用户存储，包括内部存储、LDAP、Active Directory等。内部存储是指将用户信息存储在Keycloak自身的数据库中。通过配置用户存储，Keycloak可以连接到外部身份提供商或现有的用户存储系统。

2. 用户管理：Keycloak提供了丰富的用户管理功能。这包括创建、删除和修改用户账户，以及管理用户的个人信息、角色和权限。开发人员可以通过Keycloak的管理员界面或API进行用户管理操作。

2.4 认证和授权

1. 认证（Authentication）：认证是确认用户身份真实性的过程。在认证期间，Keycloak会验证用户提供的凭据（如用户名和密码、令牌等），并确保其合法性和有效性。Keycloak支持多种认证方法和流程，包括密码验证、多因素认证、社交登录等。

2. 认证流程（Authentication Flow）：认证流程是一系列认证步骤和策略的组合，用于验证用户的身份。Keycloak提供了灵活的认证流程配置，开发人员可以根据应用程序的需求自定义流程。认证流程可以包括用户名密码验证、第三方身份提供商验证、多因素认证等步骤。

3. 授权（Authorization）：授权是确定用户对资源和功能的访问权限的过程。Keycloak使用基于角色的访问控制模型，开发人员可以定义角色和权限，并将其分配给用户或用户组。通过授权策略，Keycloak确保只有经过授权的用户可以访问特定的资源和功能。

4. 客户端角色（Client Roles）：客户端角色是为特定客户端定义的角色。通过客户端角色，可以对特定应用程序或服务的用户进行权限控制。开发人员可以在Keycloak中创建和管理客户端角色，并将其分配给用户。例如后台管理客户端和前台用户客户端分别给予不同的角色，拥有不同的权限。

5. 领域角色（Realm Roles）：用户角色是定义在Keycloak领域（Realm）级别的角色。这些角色可以跨多个客户端共享，并为不同应用程序提供一致的角色管理。开发人员可以在Keycloak领域中定义和分配用户角色。

2.5 令牌和会话

在Keycloak中，令牌和会话是实现安全访问和身份验证的关键概念。令牌用于表示用户的身份和访问权限，而会话用于维护用户的身份验证状态。

以下是与令牌和会话相关的基本概念：

1. 访问令牌（Access Token）：访问令牌是一种包含用户身份信息和访问权限的令牌。在用户成功完成身份验证后，Keycloak会生成一个访问令牌，并将其返回给客户端应用程序。用户使用访问令牌来访问受保护的资源和API。

2. 刷新令牌（Refresh Token）：刷新令牌是用于获取新的访问令牌的令牌。刷新令牌通常具有更长的有效期，用于在访问令牌过期之前刷新令牌。客户端可以使用刷新令牌向Keycloak请求新的访问令牌，从而保持用户会话的持久性。

3. 令牌颁发（Token Issuance）：Keycloak负责颁发访问令牌和刷新令牌。当用户成功进行身份验证时，Keycloak会生成这些令牌，并使用其所包含的信息来识别和授权用户对资源的访问。

4. 令牌验证（Token Validation）：客户端应用程序需要验证接收到的令牌的有效性和真实性。Keycloak提供了API和库，用于验证令牌的签名和有效期，并获取其中的用户身份和权限信息。

5. 会话（Session）：当用户成功进行身份验证时，Keycloak会创建一个会话，并分配一个唯一的会话ID。会话用于跟踪用户的登录状态，以及处理用户的身份验证和授权请求。

6. 会话管理（Session Management）：会话管理功能用于控制会话的生命周期和行为。包括设置会话超时时间、配置会话的持久性、管理单点登录等功能。

03 使用Keycloak进行身份验证和授权

3.1 配置用户存储和身份验证策略

使用Keycloak进行身份验证和授权之前，首先需要配置用户存储和身份验证策略。

以下是配置用户存储和身份验证策略的一般步骤：

1. 配置用户存储：首先，需要选择适合的用户存储选项。Keycloak支持多种用户存储类型，包括内部存储、LDAP、Active Directory等。如果选择内部存储，Keycloak将在其自身的数据库中存储用户信息。如果选择外部用户存储，需要提供相应的连接信息和凭据。

2. 创建领域（Realm）：领域是用于管理用户、角色和权限的隔离环境。可以创建一个新的领域或使用默认的领域。在领域中，可以配置用户存储、身份验证流程、角色和权限等。

3. 配置身份验证流程：身份验证流程定义了用户的身份验证策略和步骤。可以使用Keycloak提供的默认流程或自定义流程。流程可以包括密码验证、多因素认证、社交登录等步骤。通过配置身份验证流程，可以满足应用程序的身份验证需求。

4. 定义用户角色和权限：在领域中，可以定义用户角色和权限。角色可以用于授权用户对资源的访问。可以根据应用程序的需求创建角色，并将其分配给用户或用户组。权限可以细分到资源级别，以实现更精细的访问控制。

5. 配置客户端：客户端是与Keycloak进行交互的应用程序或服务。需要在Keycloak中创建相应的客户端，并配置其访问权限和身份验证流程。客户端可以使用不同的认证方法，如密码验证、OpenID Connect、SAML等。

通过完成以上配置步骤，可以将Keycloak集成到应用程序中，并使用其身份验证和授权功能。开发人员可以根据应用程序的需求灵活配置用户存储和身份验证策略，以实现安全可靠的身份验证和访问控制。

3.2 集成应用程序和客户端

客户端是应用程序与Keycloak服务器之间的中间件，用于处理身份验证和授权请求。

以下是集成应用程序和客户端的一般步骤：

1. 创建客户端：在Keycloak中创建一个客户端，该客户端将用于与应用程序进行集成。在创建客户端时，需要提供客户端的名称、认证流程、重定向URL等信息。还可以配置访问令牌和刷新令牌的有效期等设置。

2. 配置应用程序：将客户端的相关配置信息集成到应用程序中。这包括客户端ID、客户端密钥等。这些信息将用于应用程序与Keycloak服务器之间的通信和身份验证。

3. 实现身份验证流程：在应用程序中实现与Keycloak的身份验证流程。这通常涉及到使用Keycloak提供的适当库或SDK来进行身份验证请求的处理。应用程序可以使用Keycloak的登录页面或集成社交登录来引导用户进行身份验证。

4. 处理令牌和会话：一旦用户成功进行身份验证，Keycloak将生成访问令牌和刷新令牌，并将其返回给应用程序。应用程序需要处理这些令牌，并使用它们来访问受保护的资源和API。可以使用Keycloak提供的库或API来验证和解析令牌，并提取其中的用户身份和权限信息。

5. 实现访问控制：根据应用程序的需求，可以使用Keycloak提供的角色和权限机制来实现访问控制。可以将角色和权限与应用程序的功能和资源进行映射，并根据用户的角色和权限来限制其对资源的访问。

3.3 实现基于角色的访问控制

Keycloak提供了基于角色的访问控制机制，使开发人员能够根据用户的角色来限制其对应用程序中资源的访问。

以下是实现基于角色的访问控制的一般步骤：

1. 定义角色：定义各种角色，以表示不同用户的访问权限级别。例如，可以定义管理员角色、普通用户角色等。角色可以在领域级别或客户端级别进行定义，具体取决于应用程序的需求。

2. 分配角色：一旦角色定义完成，可以将角色分配给用户或用户组。通过将角色分配给用户，可以控制用户对资源的访问权限。可以在Keycloak的管理界面或使用API来执行角色分配操作。

3. 应用程序集成：在应用程序中，可以使用Keycloak提供的库或API来验证用户的身份，并获取其所属的角色信息。一旦用户成功进行身份验证，应用程序可以根据用户的角色信息来决定其对资源的访问权限。

4. 访问控制实施：在应用程序中，根据用户的角色信息来实施访问控制。可以通过编程方式或配置方式来限制用户对特定功能或资源的访问。例如，可以使用条件语句或注解来检查用户是否具有执行某项操作的角色权限。

5. 动态角色：除了静态分配角色之外，Keycloak还支持动态角色分配。动态角色是基于特定条件或用户属性的角色分配。可以使用Keycloak的角色策略来定义动态角色，例如基于用户属性、基于时间、基于请求参数等。