基于 RSA 非对称签名签发 JWT 的多系统单点登录实践

Fri, 12 Apr 2024 10:30:00 +0800

HMAC 差在哪

我们在某科技公司做统一认证中心时，多个业务系统（统一支付平台、数据治理服务、知识库问答服务等）各自维护登录态，用户在系统间跳转要反复登录。最初考虑过用 HMAC 对称签名签发 JWT，但那样每个下游系统都得持有同一把密钥，一处泄露，整个认证体系就崩了，轮换密钥还得挨个通知所有业务方，运维成本很高。

最后选了 RSA 非对称签名：统一认证中心持私钥签发 JWT，各业务系统只持公钥验签，私钥永远不离开认证中心。

私钥签发，公钥验签

整体流程是：用户在统一认证中心登录后，认证中心用 RSA 私钥签发 Access Token 和 Refresh Token，写进 Cookie 或通过 Authorization 头返回。业务系统在网关层用公钥本地验签，不需要每次回调统一认证中心，认证中心的压力也小。

JWT 里放了 user_id、app_id、team_id、roles、exp、iss、aud 这些声明。iss 固定为 passport，aud 是目标应用的 AppID，防止 token 被跨应用滥用。Access Token 有效期 2 小时，Refresh Token 7 天，刷新时轮转新 Token。

代码里就两个函数

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import (
 "crypto/rsa"
 "time"

 "github.com/golang-jwt/jwt/v5"
)

type Claims struct {
 UserID int64 `json:"user_id"`
 AppID string `json:"app_id"`
 TeamID int64 `json:"team_id"`
 Roles []string `json:"roles"`
 JTI string `json:"jti"`
 jwt.RegisteredClaims
}

func (s *Service) SignToken(c *Claims, ttl time.Duration) (string, error) {
 c.RegisteredClaims = jwt.RegisteredClaims{
 Issuer: "passport",
 Audience: jwt.ClaimStrings{c.AppID},
 ExpiresAt: jwt.NewNumericDate(time.Now().Add(ttl)),
 IssuedAt: jwt.NewNumericDate(time.Now()),
 ID: c.JTI,
 }
 tok := jwt.NewWithClaims(jwt.SigningMethodRS256, c)
 return tok.SignedString(s.privKey) // *rsa.PrivateKey
}

func ParseToken(pub *rsa.PublicKey, tokenStr string) (*Claims, error) {
 claims := &Claims{}
 tok, err := jwt.ParseWithClaims(tokenStr, claims, func(t *jwt.Token) (interface{}, error) {
 if _, ok := t.Method.(*jwt.SigningMethodRSA); !ok {
 return nil, fmt.Errorf("unexpected signing method: %v", t.Header["alg"])
 }
 return pub, nil
 })
 if err != nil || !tok.Valid {
 return nil, err
 }
 return claims, nil
}

验签逻辑放在各业务系统的 gRPC/HTTP 拦截器里，公钥通过配置中心下发。密钥轮转也支持：统一认证中心同时挂载新老两把私钥签发，公钥端点暴露 JWKS，业务系统定期拉取缓存。

alg=none 和另外两个坑

一是 alg=none 攻击。ParseWithClaims 的回调里必须校验 t.Method 是 RS256，不能信任 header 里的 alg。

二是 JWT 无法主动失效。我们用 Redis 维护黑名单，退出登录时把 jti 写进去，直到 token 自然过期才出黑名单。代价是每次请求多一次 Redis 查询，用 pipeline 加本地短缓存，压到可接受。

三是密钥轮转初期踩过坑：新私钥签发的 token，老业务系统还没拉到新公钥，验签直接失败。后来改成两把私钥灰度签发、JWKS 缓存 10 分钟、切换前先发公钥再切私钥，才算平稳。

后来

RSA 非对称签名让私钥收敛在认证中心，下游只持公钥，安全性和可扩展性都比 HMAC 好。配合短有效期 Access Token、Refresh Token 轮转和 Redis 黑名单，多业务系统的 SSO 就立住了。后续要接微信、企微、飞书登录，也只是多一种签发来源，验签侧一行不用改。

封面图：pixishared / Flickr · CC BY-SA 2.0

SSO on 姚玉亮的网络日志

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私钥签发，公钥验签

代码里就两个函数

alg=none 和另外两个坑

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