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权限认证综述
2021-11-08 00:15:33 -0800
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设计
架构
安全
架构
安全
认证
授权
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权限认证综述

认证

认证是指根据声明者所特有的识别信息,确认声明者的身份。认证在英文中对应于 identification 这个单词。

最常见的认证实现方式是通过用户名和密码,但认证方式不限于此。下面都是当前常见到的认证技术:

  • 身份证
  • 用户名和密码认证
  • 用户手机认证:手机短信、手机二维码扫描、手势密码
  • 用户邮箱认证
  • 基于时间序列和用户相关的一次性口令
  • 用户的生物学特征认证:指纹、语音、眼睛虹膜
  • 用户的大数据识别认证
  • 等等

为了确认用户的身份,防止伪造,在安全要求高的场合,经常会使用组合认证(或者叫多因素认证),也就是同时使用多个认证方式对用户的身份进行校验。

授权

简单来说,授权一般是指获取用户的委派权限。在英文中对应于 authorization 这个单词。

在信息安全领域,授权是指资源所有者委派执行者,赋予执行者指定范围的资源操作权限,以便执行者代理执行对资源的相关操作。这里面包含有如下四个重要概念,

  • 资源所有者:拥有资源的所有权利,一般就是资源的拥有者。
  • 资源执行者:被委派去执行资源的相关操作。
  • 操作权限:可以对资源进行的某种操作。
  • 资源:有价值的信息或数据等,受到安全保护。

需要说明的是,资源所有者和执行者可以是自然人,就是普通用户,但不限于自然人。在信息安全领域,资源所有者和执行者,很多时候是应用程序或者机器。比如用户在浏览器上登录一个网站,那么这个浏览器就成为一个执行者,它在用户登录后获取了用户的授权,代表着用户执行各种指令,进行购物、下单、付钱、转账等等操作。

同时,资源所有者和执行者可以是分开的不同实体,也可以是同一个。若是分开的两者,则资源执行者是以资源所有者的代理形式而存在。

授权的实现方式非常多也很广泛,我们常见的银行卡、门禁卡、钥匙、公证书,这些都是现实生活中授权的实现方式。其实现方式主要通过一个共信的媒介完成,这个媒介不可被篡改,不可随意伪造,很多时候需要受保护,防止被窃取。

在互联网应用开发领域,授权所用到的授信媒介主要包括如下几种,

  • 通过 web 服务器的 session 机制,一个访问会话保持着用户的授权信息
  • 通过 web 浏览器的 cookie 机制,一个网站的 cookie 保持着用户的授权信息
  • 颁发授权令牌(token),一个合法有效的令牌中保持着用户的授权信息

前面两者常见于 web 开发,需要有浏览器的支持。

鉴权

鉴权是指对于一个声明者所声明的身份权利,对其所声明的真实性进行鉴别确认的过程。在英文中对应于 authentication 这个单词。

鉴权主要是对声明者所声明的真实性进行校验。若从授权出发,则会更加容易理解鉴权。授权和鉴权是两个上下游相匹配的关系,先授权,后鉴权。授权和鉴权两个词中的“权”,是同一个概念,就是所委派的权利,在实现上即为授信媒介的表达形式。

因此,鉴权的实现方式是和授权方式有一一对应关系。对授权所颁发授信媒介进行解析,确认其真实性。下面是鉴权的一些实现方式,

  • 门禁卡:通过门禁卡识别器
  • 钥匙:通过相匹配的锁
  • 银行卡:通过银行卡识别器
  • 互联网 web 开发领域的 session/cookie/token:校验 session/cookie/token 的合法性和有效性

鉴权是一个承上启下的一个环节,上游它接受授权的输出,校验其真实性后,然后获取权限(permission),这个将会为下一步的权限控制做好准备。

权限控制

权限控制是指对可执行的各种操作组合配置为权限列表,然后根据执行者的权限,若其操作在权限范围内,则允许执行,否则禁止。权限控制在英文中对应于 access/permission control。

对于权限控制,可以分为两部分进行理解:一个是权限,另一个是控制。权限是抽象的逻辑概念,而控制是具体的实现方式。

先看权限(Permission),这是一个抽象的概念,一般预先定义和配置好,以便控制的具体实现。权限的定义,若简单点,可以直接对应于一个可执行的操作集合。而一般情况下,会有基于角色的方式来定义权限,由角色来封装可执行的操作集合。

若以门禁卡的权限实现为例,上述两种定义方式则可以各自表达为,

  • 这是一个门禁卡,拥有开公司所有的门的权限
  • 这是一个门禁卡,拥有管理员角色的权限,因而可以开公司所有的门

可以看到,权限作为一个抽象的概念,将执行者和可具体执行的操作相分离。

在上文的讨论中,鉴权的输出是权限(Permission)。一旦有了权限,便知道了可执行的操作,接下来就是控制的事情了。

对于控制,是根据执行者的权限,对其所执行的操作进行判断,决定允许或禁止当前操作的执行。现实生活中控制的实现方式,多种多样,

  • 门禁:控制门的开关
  • 自行车锁:控制车轮
  • 互联网 web 后端服务:控制接口访问,允许或拒绝访问请求

认证和鉴权

认证、授权、鉴权和权限控制这四个环节是一个前后依次发生、上下游的关系,

认证-->授权-->鉴权-->权限控制

需要说明的是,这四个环节在有些时候会同时发生。 例如在下面的几个场景,

  • 使用门禁卡开门:认证、授权、鉴权、权限控制四个环节一气呵成,在瞬间同时发生
  • 用户的网站登录:用户在使用用户名和密码进行登录时,认证和授权两个环节一同完成,而鉴权和权限控制则发生在后续的请求访问中,比如在选购物品或支付时。

无论怎样,若从时间顺序方面来看,这四个环节是按时间前后、依次相继发生的关系。

认证和鉴权的关系:

这两个概念在很多时候是被混淆最多的概念。被混淆的主要原因,如上文所述,很多时候认证、授权、鉴权和权限控制一同发生,以至于被误解为,认证就是鉴权,鉴权就是认证。

其实两者是不一样的概念,两者都有对身份的确认过程,但是两者的主要区别在于,

  • 认证是确认声明者的本身身份,其作为授权的上游衔接而存在
  • 鉴权是对声明者所声明的真实性进行确认的过程,其作为授权的下游衔接而存在