实录分享 | 微服务访问安全设计方案全探索

  今天给大家带来的是 数人云 工程师文权在高效运维线上群的分享实录。从传统单体应用架构到微服务架构,安全问题一直是人们关注的重点,文权与大家分享了关于微服务访问安全设计方案的探索与实践。

  我们首先从传统单体应用架构下的访问安全设计说起,然后分析现代微服务架构下,访问安全涉及的原则,接着讨论目前常用的几种微服务架构下的访问安全设计方案。最后,详析Spring Cloud微服务架构下如何解决访问安全的问题。

  一、传统单体应用的访问安全设计

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  上面的示意图展示了单体应用的访问逻辑。用户通过客户端发出http或者https请求,经过负载均衡后,单体应用收到请求。接着经过auth层,进行身份验证和权限批准,这里,一般会有跟后端数据库的交互。通过后,将请求分发到对应的功能逻辑层中去。完成相关操作后,返回结果给客户端。

  传统单体应用的访问安全设计——原则

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  从以上分析可以看到,传统单体应用的访问安全设计原则为:

  第一,每次的用户请求都需要验证是否安全,这里可以分两种情况:

  一种是没有session的请求,需要经过几个步骤完成session化。一般为验证当前用户的credential,获取当前用户的identity,这两步都需要访问数据库等持久化对象来完成,最后一步是为当前可用创建session,返回给客户端后,启用该session。

  另一种是有session的请求,只需验证请求中当前session的有效性,即可继续请求。

  第二,用户的操作请求都在后端单个进程中执行完成,完全依赖后端调用方法的可靠性。一旦出错,应用是无法再次重复请求。

  传统单体应用的访问安全设计——优势和注意点

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  小结,传统单体应用由于设计相对简单单一,暴露给外界的入口相对较少,从而具有被攻击并造成危害性的可能小的优势。

  也正是由于单体应用简单单一的特点,需要注意相关问题:

  应用后端保存了所有的credential等敏感信息

  一旦入侵了对这个应用的请求,就有可能拿到所有的保存在后端的信息

  应用的每次操作一般都需要和数据库进行交互,造成数据库负载变高

  二、微服务架构下,访问安全设计原则

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  先来看下这张典型的微服务设计架构图,如图所示,有以下几点特征:

  每个服务只有权限去操作自己负责的那部分功能。

  用户请求的身份验证和权限批准都由独立的gateway服务来保障

  对外服务的LB层无法直接与提供业务服务的应用层进行访问

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  从上面的特征分析来看,想要给出一份访问安全设计的原则说明,就要看看微服务架构下,访问安全有哪些痛点,以下罗列了几点:

  单点登录,即在微服务这种多独立服务的架构下,实现用户只需要登录一次就能访问所有相互信任的应用系统

  微服务架构下的应用一般都是无状态的,导致用户的请求每次都需要鉴权,可能引发Auth服务的性能瓶颈

  微服务架构下,每个组件都管理着各自的功能权限,这种细粒度的鉴权机制需要事先良好的规划

  微服务架构下,需要考虑到那些非浏览器端的客户请求,是否具有良好的可操作性

  根据实际情况,还有一些其他痛点,这里不再一一赘述,而这些痛点,就形成了我们在为微服务架构设计访问安全的原则。

  三、微服务架构下,常用的访问安全设计方案

  HTTP Basic Authentication + Independent Auth DB

  HTTP Basic Authentication + Central Auth DB