上一讲，我们学习了应用认证常用的四种方式：Basic、Digest、OAuth、Bearer。这一讲，我们再来看下 IAM 项目是如何设计和实现认证功能的。
IAM 项目用到了 Basic 认证和 Bearer 认证。其中，Basic 认证用在前端登陆的场景，Bearer 认证用在调用后端 API 服务的场景下。接下来，我们先来看下 IAM 项目认证功能的整体设计思路。
如何设计 IAM 项目的认证功能？
在认证功能开发之前，我们要根据需求，认真考虑下如何设计认证功能，并在设计阶段通过技术评审。那么我们先来看下，如何设计 IAM 项目的认证功能。
首先，我们要梳理清楚认证功能的使用场景和需求。
- IAM 项目的 iam-apiserver 服务，提供了 IAM 系统的管理流功能接口，它的客户端可以是前端（这里也叫控制台），也可以是 App 端。
- 为了方便用户在 Linux 系统下调用，IAM 项目还提供了 iamctl 命令行工具。
- 为了支持在第三方代码中调用 iam-apiserver 提供的 API 接口，还支持了 API 调用。
- 为了提高用户在代码中调用 API 接口的效率，IAM 项目提供了 Go SDK。
可以看到，iam-apiserver 有很多客户端，每种客户端适用的认证方式是有区别的。
控制台、App 端需要登录系统，所以需要使用用户名：密码这种认证方式，也即 Basic 认证。iamctl、API 调用、Go SDK 因为可以不用登录系统，所以可以采用更安全的认证方式：Bearer 认证。同时，Basic 认证作为 iam-apiserver 已经集成的认证方式，仍然可以供 iamctl、API 调用、Go SDK 使用。
这里有个地方需要注意：如果 iam-apiserver 采用 Bearer Token 的认证方式，目前最受欢迎的 Token 格式是 JWT Token。而 JWT Token 需要密钥（后面统一用 secretKey 来指代），因此需要在 iam-apiserver 服务中为每个用户维护一个密钥，这样会增加开发和维护成本。
业界有一个更好的实现方式：将 iam-apiserver 提供的 API 接口注册到 API 网关中，通过 API 网关中的 Token 认证功能，来实现对 iam-apiserver API 接口的认证。有很多 API 网关可供选择，例如腾讯云 API 网关、Tyk、Kong 等。
这里需要你注意：通过 iam-apiserver 创建的密钥对是提供给 iam-authz-server 使用的。
另外，我们还需要调用 iam-authz-server 提供的 RESTful API 接口：/v1/authz，来进行资源授权。API 调用比较适合采用的认证方式是 Bearer 认证。
当然，/v1/authz也可以直接注册到 API 网关中。在实际的 Go 项目开发中，也是我推荐的一种方式。但在这里，为了展示实现 Bearer 认证的过程，iam-authz-server 自己实现了 Bearer 认证。讲到 iam-authz-server Bearer 认证实现的时候，我会详细介绍这一点。
Basic 认证需要用户名和密码，Bearer 认证则需要密钥，所以 iam-apiserver 需要将用户名 / 密码、密钥等信息保存在后端的 MySQL 中，持久存储起来。
在进行认证的时候，需要获取密码或密钥进行反加密，这就需要查询密码或密钥。查询密码或密钥有两种方式。一种是在请求到达时查询数据库。因为数据库的查询操作延时高，会导致 API 接口延时较高，所以不太适合用在数据流组件中。另外一种是将密码或密钥缓存在内存中，这样请求到来时，就可以直接从内存中查询，从而提升查询速度，提高接口性能。
但是，将密码或密钥缓存在内存中时，就要考虑内存和数据库的数据一致性，这会增加代码实现的复杂度。因为管控流组件对性能延时要求不那么敏感，而数据流组件则一定要实现非常高的接口性能，所以 iam-apiserver 在请求到来时查询数据库，而 iam-authz-server 则将密钥信息缓存在内存中。
那在这里，可以总结出一张 IAM 项目的认证设计图：
另外，为了将控制流和数据流区分开来，密钥的 CURD 操作也放在了 iam-apiserver 中，但是 iam-authz-server 需要用到这些密钥信息。为了解决这个问题，目前的做法是：
- iam-authz-server 通过 gRPC API 请求 iam-apiserver，获取所有的密钥信息；
- 当 iam-apiserver 有密钥更新时，会 Pub 一条消息到 Redis Channel 中。因为 iam-authz-server 订阅了同一个 Redis Channel，iam-authz-searver 监听到 channel 有新消息时，会获取、解析消息，并更新它缓存的密钥信息。这样，我们就能确保 iam-authz-server 内存中缓存的密钥和 iam-apiserver 中的密钥保持一致。
学到这里，你可能会问：将所有密钥都缓存在 iam-authz-server 中，那岂不是要占用很大的内存？别担心，这个问题我也想过，并且替你计算好了：8G 的内存大概能保存约 8 千万个密钥信息，完全够用。后期不够用的话，可以加大内存。
不过这里还是有个小缺陷：如果 Redis down 掉，或者出现网络抖动，可能会造成 iam-apiserver 中和 iam-authz-server 内存中保存的密钥数据不一致，但这不妨碍我们学习认证功能的设计和实现。至于如何保证缓存系统的数据一致性，我会在新一期的特别放送里专门介绍下。
最后注意一点：Basic 认证请求和 Bearer 认证请求都可能被截获并重放。所以，为了确保 Basic 认证和 Bearer 认证的安全性，和服务端通信时都需要配合使用 HTTPS 协议。
IAM 项目是如何实现 Basic 认证的？
我们已经知道，IAM 项目中主要用了 Basic 和 Bearer 这两种认证方式。我们要支持 Basic 认证和 Bearer 认证，并根据需要选择不同的认证方式，这很容易让我们想到使用设计模式中的策略模式来实现。所以，在 IAM 项目中，我将每一种认证方式都视作一个策略，通过选择不同的策略，来使用不同的认证方法。
IAM 项目实现了如下策略：
- auto 策略：该策略会根据 HTTP 头Authorization: Basic XX.YY.ZZ和Authorization: Bearer XX.YY.ZZ自动选择使用 Basic 认证还是 Bearer 认证。
- basic 策略：该策略实现了 Basic 认证。
- jwt 策略：该策略实现了 Bearer 认证，JWT 是 Bearer 认证的具体实现。
- cache 策略：该策略其实是一个 Bearer 认证的实现，Token 采用了 JWT 格式，因为 Token 中的密钥 ID 是从内存中获取的，所以叫 Cache 认证。这一点后面会详细介绍。
iam-apiserver 通过创建需要的认证策略，并加载到需要认证的 API 路由上，来实现 API 认证。具体代码如下：
jwtStrategy, _ := newJWTAuth().(auth.JWTStrategy)
g.POST("/login", jwtStrategy.LoginHandler)
g.POST("/logout", jwtStrategy.LogoutHandler)
// Refresh time can be longer than token timeout
g.POST("/refresh", jwtStrategy.RefreshHandler)上述代码中，我们通过newJWTAuth函数创建了auth.JWTStrategy类型的变量，该变量包含了一些认证相关函数。
- LoginHandler：实现了 Basic 认证，完成登陆认证。
- RefreshHandler：重新刷新 Token 的过期时间。
- LogoutHandler：用户注销时调用。登陆成功后，如果在 Cookie 中设置了认证相关的信息，执行 LogoutHandler 则会清空这些信息。
下面，我来分别介绍下 LoginHandler、RefreshHandler 和 LogoutHandler。
LoginHandler
这里，我们来看下 LoginHandler Gin 中间件，该函数定义位于github.com/appleboy/gin-jwt包的auth_jwt.go文件中。
func (mw *GinJWTMiddleware) LoginHandler(c *gin.Context) {
if mw.Authenticator == nil {
mw.unauthorized(c, http.StatusInternalServerError, mw.HTTPStatusMessageFunc(ErrMissingAuthenticatorFunc, c))
return
}
data, err := mw.Authenticator(c)
if err != nil {
mw.unauthorized(c, http.StatusUnauthorized, mw.HTTPStatusMessageFunc(err, c))
return
}
// Create the token
token := jwt.New(jwt.GetSigningMethod(mw.SigningAlgorithm))
claims := token.Claims.(jwt.MapClaims)
if mw.PayloadFunc != nil {
for key, value := range mw.PayloadFunc(data) {
claims[key] = value
}
}
expire := mw.TimeFunc().Add(mw.Timeout)
claims["exp"] = expire.Unix()
claims["orig_iat"] = mw.TimeFunc().Unix()
tokenString, err := mw.signedString(token)
if err != nil {
mw.unauthorized(c, http.StatusUnauthorized, mw.HTTPStatusMessageFunc(ErrFailedTokenCreation, c))
return
}
// set cookie
if mw.SendCookie {
expireCookie := mw.TimeFunc().Add(mw.CookieMaxAge)
maxage := int(expireCookie.Unix() - mw.TimeFunc().Unix())
if mw.CookieSameSite != 0 {
c.SetSameSite(mw.CookieSameSite)
}
c.SetCookie(
mw.CookieName,
tokenString,
maxage,
"/",
mw.CookieDomain,
mw.SecureCookie,
mw.CookieHTTPOnly,
)
}
mw.LoginResponse(c, http.StatusOK, tokenString, expire)
}从 LoginHandler 函数的代码实现中，我们可以知道，LoginHandler 函数会执行Authenticator函数，来完成 Basic 认证。如果认证通过，则会签发 JWT Token，并执行 PayloadFunc函数设置 Token Payload。如果我们设置了 SendCookie=true ，还会在 Cookie 中添加认证相关的信息，例如 Token、Token 的生命周期等，最后执行 LoginResponse 方法返回 Token 和 Token 的过期时间。
Authenticator、PayloadFunc、LoginResponse这三个函数，是我们在创建 JWT 认证策略时指定的。下面我来分别介绍下。
先来看下Authenticator函数。Authenticator 函数从 HTTP Authorization Header 中获取用户名和密码，并校验密码是否合法。
func authenticator() func(c *gin.Context) (interface{}, error) {
return func(c *gin.Context) (interface{}, error) {
var login loginInfo
var err error
// support header and body both
if c.Request.Header.Get("Authorization") != "" {
login, err = parseWithHeader(c)
} else {
login, err = parseWithBody(c)
}
if err != nil {
return "", jwt.ErrFailedAuthentication
}
// Get the user information by the login username.
user, err := store.Client().Users().Get(c, login.Username, metav1.GetOptions{})
if err != nil {
log.Errorf("get user information failed: %s", err.Error())
return "", jwt.ErrFailedAuthentication
}
// Compare the login password with the user password.
if err := user.Compare(login.Password); err != nil {
return "", jwt.ErrFailedAuthentication
}
return user, nil
}
}Authenticator函数需要获取用户名和密码。它首先会判断是否有Authorization请求头，如果有，则调用parseWithHeader函数获取用户名和密码，否则调用parseWithBody从 Body 中获取用户名和密码。如果都获取失败，则返回认证失败错误。所以，IAM 项目的 Basic 支持以下两种请求方式：
$ curl -XPOST -H"Authorization: Basic YWRtaW46QWRtaW5AMjAyMQ==" http://127.0.0.1:8080/login # 用户名:密码通过base64加码后，通过HTTP Authorization Header进行传递，因为密码非明文，建议使用这种方式。
$ curl -s -XPOST -H'Content-Type: application/json' -d'{"username":"admin","password":"Admin@2021"}' http://127.0.0.1:8080/login # 用户名和密码在HTTP Body中传递，因为密码是明文，所以这里不建议实际开发中，使用这种方式。
这里，我们来看下 parseWithHeader 是如何获取用户名和密码的。假设我们的请求为：
$ curl -XPOST -H"Authorization: Basic YWRtaW46QWRtaW5AMjAyMQ==" http://127.0.0.1:8080/login
其中，YWRtaW46QWRtaW5AMjAyMQ==值由以下命令生成：
$ echo -n 'admin:Admin@2021'|base64
YWRtaW46QWRtaW5AMjAyMQ==
parseWithHeader实际上执行的是上述命令的逆向步骤：
- 获取Authorization头的值，并调用 strings.SplitN 函数，获取一个切片变量 auth，其值为 ["Basic","YWRtaW46QWRtaW5AMjAyMQ=="] 。
- 将YWRtaW46QWRtaW5AMjAyMQ==进行 base64 解码，得到admin:Admin@2021。
- 调用strings.SplitN函数获取 admin:Admin@2021 ，得到用户名为admin，密码为Admin@2021。
parseWithBody则是调用了 Gin 的ShouldBindJSON函数，来从 Body 中解析出用户名和密码。
获取到用户名和密码之后，程序会从数据库中查询出该用户对应的加密后的密码，这里我们假设是xxxx。最后authenticator函数调用user.Compare来判断 xxxx 是否和通过user.Compare加密后的字符串相匹配，如果匹配则认证成功，否则返回认证失败。
再来看下PayloadFunc函数：
func payloadFunc() func(data interface{}) jwt.MapClaims {
return func(data interface{}) jwt.MapClaims {
claims := jwt.MapClaims{
"iss": APIServerIssuer,
"aud": APIServerAudience,
}
if u, ok := data.(*v1.User); ok {
claims[jwt.IdentityKey] = u.Name
claims["sub"] = u.Name
}
return claims
}
}PayloadFunc 函数会设置 JWT Token 中 Payload 部分的 iss、aud、sub、identity 字段，供后面使用。
再来看下我们刚才说的第三个函数，LoginResponse 函数：
func loginResponse() func(c *gin.Context, code int, token string, expire time.Time) {
return func(c *gin.Context, code int, token string, expire time.Time) {
c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
"token": token,
"expire": expire.Format(time.RFC3339),
})
}
}该函数用来在 Basic 认证成功之后，返回 Token 和 Token 的过期时间给调用者：
$ curl -XPOST -H"Authorization: Basic YWRtaW46QWRtaW5AMjAyMQ==" http://127.0.0.1:8080/login
{"expire":"2021-09-29T01:38:49+08:00","token":"XX.YY.ZZ"}
登陆成功后，iam-apiserver 会返回 Token 和 Token 的过期时间，前端可以将这些信息缓存在 Cookie 中或 LocalStorage 中，之后的请求都可以使用 Token 来进行认证。使用 Token 进行认证，不仅能够提高认证的安全性，还能够避免查询数据库，从而提高认证效率。
RefreshHandler
RefreshHandler函数会先执行 Bearer 认证，如果认证通过，则会重新签发 Token。
LogoutHandler
最后，来看下LogoutHandler函数：
func (mw *GinJWTMiddleware) LogoutHandler(c *gin.Context) {
// delete auth cookie
if mw.SendCookie {
if mw.CookieSameSite != 0 {
c.SetSameSite(mw.CookieSameSite)
}
c.SetCookie(
mw.CookieName,
"",
-1,
"/",
mw.CookieDomain,
mw.SecureCookie,
mw.CookieHTTPOnly,
)
}
mw.LogoutResponse(c, http.StatusOK)
}可以看到，LogoutHandler 其实是用来清空 Cookie 中 Bearer 认证相关信息的。
最后，我们来做个总结：Basic 认证通过用户名和密码来进行认证，通常用在登陆接口 /login 中。用户登陆成功后，会返回 JWT Token，前端会保存该 JWT Token 在浏览器的 Cookie 或 LocalStorage 中，供后续请求使用。
后续请求时，均会携带该 Token，以完成 Bearer 认证。另外，有了登陆接口，一般还会配套 /logout 接口和 /refresh 接口，分别用来进行注销和刷新 Token。
这里你可能会问，为什么要刷新 Token？因为通过登陆接口签发的 Token 有过期时间，有了刷新接口，前端就可以根据需要，自行刷新 Token 的过期时间。过期时间可以通过 iam-apiserver 配置文件的jwt.timeout配置项来指定。登陆后签发 Token 时，使用的密钥（secretKey）由jwt.key配置项来指定。
IAM 项目是如何实现 Bearer 认证的？
上面我们介绍了 Basic 认证。这里，我再来介绍下 IAM 项目中 Bearer 认证的实现方式。IAM 项目中有两个地方实现了 Bearer 认证，分别是 iam-apiserver 和 iam-authz-server。下面我来分别介绍下它们是如何实现 Bearer 认证的。
iam-authz-server Bearer 认证实现
先来看下 iam-authz-server 是如何实现 Bearer 认证的。
iam-authz-server 通过在 /v1 路由分组中加载 cache 认证中间件来使用 cache 认证策略：
auth := newCacheAuth()
apiv1 := g.Group("/v1", auth.AuthFunc())
来看下newCacheAuth[https://github.com/marmotedu/iam/blob/v1.0.4/internal/authzserver/jwt.go#L15]函数：
func newCacheAuth() middleware.AuthStrategy {
return auth.NewCacheStrategy(getSecretFunc())
}
func getSecretFunc() func(string) (auth.Secret, error) {
return func(kid string) (auth.Secret, error) {
cli, err := store.GetStoreInsOr(nil)
if err != nil {
return auth.Secret{}, errors.Wrap(err, "get store instance failed")
}
secret, err := cli.GetSecret(kid)
if err != nil {
return auth.Secret{}, err
}
return auth.Secret{
Username: secret.Username,
ID: secret.SecretId,
Key: secret.SecretKey,
Expires: secret.Expires,
}, nil
}
}newCacheAuth 函数调用auth.NewCacheStrategy创建了一个 cache 认证策略，创建时传入了getSecretFunc函数，该函数会返回密钥的信息。密钥信息包含了以下字段：
type Secret struct {
Username string
ID string
Key string
Expires int64
}再来看下 cache 认证策略实现的AuthFunc[https://github.com/marmotedu/iam/blob/master/internal/pkg/middleware/auth/cache.go#L48]方法：
func (cache CacheStrategy) AuthFunc() gin.HandlerFunc {
return func(c *gin.Context) {
header := c.Request.Header.Get("Authorization")
if len(header) == 0 {
core.WriteResponse(c, errors.WithCode(code.ErrMissingHeader, "Authorization header cannot be empty."), nil)
c.Abort()
return
}
var rawJWT string
// Parse the header to get the token part.
fmt.Sscanf(header, "Bearer %s", &rawJWT)
// Use own validation logic, see below
var secret Secret
claims := &jwt.MapClaims{}
// Verify the token
parsedT, err := jwt.ParseWithClaims(rawJWT, claims, func(token *jwt.Token) (interface{}, error) {
// Validate the alg is HMAC signature
if _, ok := token.Method.(*jwt.SigningMethodHMAC); !ok {
return nil, fmt.Errorf("unexpected signing method: %v", token.Header["alg"])
}
kid, ok := token.Header["kid"].(string)
if !ok {
return nil, ErrMissingKID
}
var err error
secret, err = cache.get(kid)
if err != nil {
return nil, ErrMissingSecret
}
return []byte(secret.Key), nil
}, jwt.WithAudience(AuthzAudience))
if err != nil || !parsedT.Valid {
core.WriteResponse(c, errors.WithCode(code.ErrSignatureInvalid, err.Error()), nil)
c.Abort()
return
}
if KeyExpired(secret.Expires) {
tm := time.Unix(secret.Expires, 0).Format("2006-01-02 15:04:05")
core.WriteResponse(c, errors.WithCode(code.ErrExpired, "expired at: %s", tm), nil)
c.Abort()
return
}
c.Set(CtxUsername, secret.Username)
c.Next()
}
}
// KeyExpired checks if a key has expired, if the value of user.SessionState.Expires is 0, it will be ignored.
func KeyExpired(expires int64) bool {
if expires >= 1 {
return time.Now().After(time.Unix(expires, 0))
}
return false
}AuthFunc 函数依次执行了以下四大步来完成 JWT 认证，每一步中又有一些小步骤，下面我们来一起看看。
第一步，从 Authorization: Bearer XX.YY.ZZ 请求头中获取 XX.YY.ZZ，XX.YY.ZZ 即为 JWT Token。
第二步，调用 github.com/dgrijalva/jwt-go 包提供的 ParseWithClaims 函数，该函数会依次执行下面四步操作。
调用 ParseUnverified 函数，依次执行以下操作：从 Token 中获取第一段 XX，base64 解码后得到 JWT Token 的 Header{“alg”:“HS256”,“kid”:“a45yPqUnQ8gljH43jAGQdRo0bXzNLjlU0hxa”,“typ”:“JWT”}。
从 Token 中获取第二段 YY，base64 解码后得到 JWT Token 的 Payload{“aud”:“iam.authz.marmotedu.com”,“exp”:1625104314,“iat”:1625097114,“iss”:“iamctl”,“nbf”:1625097114}。
根据 Token Header 中的 alg 字段，获取 Token 加密函数。
最终 ParseUnverified 函数会返回 Token 类型的变量，Token 类型包含 Method、Header、Claims、Valid 这些重要字段，这些字段会用于后续的认证步骤中。
调用传入的 keyFunc 获取密钥，这里来看下 keyFunc 的实现：
func(token *jwt.Token) (interface{}, error) {
// Validate the alg is HMAC signature
if _, ok := token.Method.(*jwt.SigningMethodHMAC); !ok {
return nil, fmt.Errorf("unexpected signing method: %v", token.Header["alg"])
}
kid, ok := token.Header["kid"].(string)
if !ok {
return nil, ErrMissingKID
}
var err error
secret, err = cache.get(kid)
if err != nil {
return nil, ErrMissingSecret
}
return []byte(secret.Key), nil
}可以看到，keyFunc 接受 *Token 类型的变量，并获取 Token Header 中的 kid，kid 即为密钥 ID：secretID。接着，调用 cache.get(kid) 获取密钥 secretKey。cache.get 函数即为 getSecretFunc，getSecretFunc 函数会根据 kid，从内存中查找密钥信息，密钥信息中包含了 secretKey。
从 Token 中获取 Signature 签名字符串 ZZ，也即 Token 的第三段。
获取到 secretKey 之后，token.Method.Verify 验证 Signature 签名字符串 ZZ，也即 Token 的第三段是否合法。token.Method.Verify 实际上是使用了相同的加密算法和相同的 secretKey 加密 XX.YY 字符串。假设加密之后的字符串为 WW，接下来会用 WW 和 ZZ base64 解码后的字符串进行比较，如果相等则认证通过，如果不相等则认证失败。
第三步，调用 KeyExpired，验证 secret 是否过期。secret 信息中包含过期时间，你只需要拿该过期时间和当前时间对比就行。
第四步，设置 HTTP Headerusername: colin。
到这里，iam-authz-server 的 Bearer 认证分析就完成了。
我们来做个总结：iam-authz-server 通过加载 Gin 中间件的方式，在请求/v1/authz接口时进行访问认证。因为 Bearer 认证具有过期时间，而且可以在认证字符串中携带更多有用信息，还具有不可逆加密等优点，所以 /v1/authz 采用了 Bearer 认证，Token 格式采用了 JWT 格式，这也是业界在 API 认证中最受欢迎的认证方式。
Bearer 认证需要 secretID 和 secretKey，这些信息会通过 gRPC 接口调用，从 iam-apisaerver 中获取，并缓存在 iam-authz-server 的内存中供认证时查询使用。
当请求来临时，iam-authz-server Bearer 认证中间件从 JWT Token 中解析出 Header，并从 Header 的 kid 字段中获取到 secretID，根据 secretID 查找到 secretKey，最后使用 secretKey 加密 JWT Token 的 Header 和 Payload，并与 Signature 部分进行对比。如果相等，则认证通过；如果不等，则认证失败。
iam-apiserver Bearer 认证实现
再来看下 iam-apiserver 的 Bearer 认证。
iam-apiserver 的 Bearer 认证通过以下代码（位于router.go[https://github.com/marmotedu/iam/blob/v1.1.0/internal/apiserver/router.go#L65]文件中）指定使用了 auto 认证策略：
v1.Use(auto.AuthFunc())
我们来看下auto.AuthFunc()[https://github.com/marmotedu/iam/blob/v1.0.0/internal/pkg/middleware/auth/auto.go#L38]的实现：
func (a AutoStrategy) AuthFunc() gin.HandlerFunc {
return func(c *gin.Context) {
operator := middleware.AuthOperator{}
authHeader := strings.SplitN(c.Request.Header.Get("Authorization"), " ", 2)
if len(authHeader) != authHeaderCount {
core.WriteResponse(
c,
errors.WithCode(code.ErrInvalidAuthHeader, "Authorization header format is wrong."),
nil,
)
c.Abort()
return
}
switch authHeader[0] {
case "Basic":
operator.SetStrategy(a.basic)
case "Bearer":
operator.SetStrategy(a.jwt)
// a.JWT.MiddlewareFunc()(c)
default:
core.WriteResponse(c, errors.WithCode(code.ErrSignatureInvalid, "unrecognized Authorization header."), nil)
c.Abort()
return
}
operator.AuthFunc()(c)
c.Next()
}
}从上面代码中可以看到，AuthFunc 函数会从 Authorization Header 中解析出认证方式是 Basic 还是 Bearer。如果是 Bearer，就会使用 JWT 认证策略；如果是 Basic，就会使用 Basic 认证策略。
我们再来看下 JWT 认证策略的AuthFunc[https://github.com/marmotedu/iam/blob/v1.0.0/internal/pkg/middleware/auth/jwt.go#L30]函数实现：
func (j JWTStrategy) AuthFunc() gin.HandlerFunc {
return j.MiddlewareFunc()
}
我们跟随代码，可以定位到MiddlewareFunc函数最终调用了github.com/appleboy/gin-jwt包GinJWTMiddleware结构体的middlewareImpl方法：
func (mw *GinJWTMiddleware) middlewareImpl(c *gin.Context) {
claims, err := mw.GetClaimsFromJWT(c)
if err != nil {
mw.unauthorized(c, http.StatusUnauthorized, mw.HTTPStatusMessageFunc(err, c))
return
}
if claims["exp"] == nil {
mw.unauthorized(c, http.StatusBadRequest, mw.HTTPStatusMessageFunc(ErrMissingExpField, c))
return
}
if _, ok := claims["exp"].(float64); !ok {
mw.unauthorized(c, http.StatusBadRequest, mw.HTTPStatusMessageFunc(ErrWrongFormatOfExp, c))
return
}
if int64(claims["exp"].(float64)) < mw.TimeFunc().Unix() {
mw.unauthorized(c, http.StatusUnauthorized, mw.HTTPStatusMessageFunc(ErrExpiredToken, c))
return
}
c.Set("JWT_PAYLOAD", claims)
identity := mw.IdentityHandler(c)
if identity != nil {
c.Set(mw.IdentityKey, identity)
}
if !mw.Authorizator(identity, c) {
mw.unauthorized(c, http.StatusForbidden, mw.HTTPStatusMessageFunc(ErrForbidden, c))
return
}
c.Next()
}分析上面的代码，我们可以知道，middlewareImpl 的 Bearer 认证流程为：
第一步：调用GetClaimsFromJWT函数，从 HTTP 请求中获取 Authorization Header，并解析出 Token 字符串，进行认证，最后返回 Token Payload。
第二步：校验 Payload 中的exp是否超过当前时间，如果超过就说明 Token 过期，校验不通过。
第三步：给 gin.Context 中添加JWT_PAYLOAD键，供后续程序使用（当然也可能用不到）。
第四步：通过以下代码，在 gin.Context 中添加 IdentityKey 键，IdentityKey 键可以在创建GinJWTMiddleware结构体时指定，这里我们设置为middleware.UsernameKey，也就是 username。
identity := mw.IdentityHandler(c)
if identity != nil {
c.Set(mw.IdentityKey, identity)
}
IdentityKey 键的值由 IdentityHandler 函数返回，IdentityHandler 函数为：
func(c *gin.Context) interface{} {
claims := jwt.ExtractClaims(c)
return claims[jwt.IdentityKey]
}
上述函数会从 Token 的 Payload 中获取 identity 域的值，identity 域的值是在签发 Token 时指定的，它的值其实是用户名，你可以查看payloadFunc函数了解。
第五步：接下来，会调用Authorizator方法，Authorizator是一个 callback 函数，成功时必须返回真，失败时必须返回假。Authorizator也是在创建 GinJWTMiddleware 时指定的，例如：
func authorizator() func(data interface{}, c *gin.Context) bool {
return func(data interface{}, c *gin.Context) bool {
if v, ok := data.(string); ok {
log.L(c).Infof("user `%s` is authenticated.", v)
return true
}
return false
}
}
authorizator函数返回了一个匿名函数，匿名函数在认证成功后，会打印一条认证成功日志。
IAM 项目认证功能设计技巧
我在设计 IAM 项目的认证功能时，也运用了一些技巧，这里分享给你。
技巧 1：面向接口编程
在使用NewAutoStrategy函数创建 auto 认证策略时，传入了middleware.AuthStrategy接口类型的参数，这意味着 Basic 认证和 Bearer 认证都可以有不同的实现，这样后期可以根据需要扩展新的认证方式。
技巧 2：使用抽象工厂模式
auth.go文件中，通过 newBasicAuth、newJWTAuth、newAutoAuth 创建认证策略时，返回的都是接口。通过返回接口，可以在不公开内部实现的情况下，让调用者使用你提供的各种认证功能。
技巧 3：使用策略模式
在 auto 认证策略中，我们会根据 HTTP 请求头Authorization: XXX X.Y.X中的 XXX 来选择并设置认证策略（Basic 或 Bearer）。具体可以查看AutoStrategy的AuthFunc函数：
func (a AutoStrategy) AuthFunc() gin.HandlerFunc {
return func(c *gin.Context) {
operator := middleware.AuthOperator{}
authHeader := strings.SplitN(c.Request.Header.Get("Authorization"), " ", 2)
...
switch authHeader[0] {
case "Basic":
operator.SetStrategy(a.basic)
case "Bearer":
operator.SetStrategy(a.jwt)
// a.JWT.MiddlewareFunc()(c)
default:
core.WriteResponse(c, errors.WithCode(code.ErrSignatureInvalid, "unrecognized Authorization header."), nil)
c.Abort()
return
}
operator.AuthFunc()(c)
c.Next()
}
}上述代码中，如果是 Basic，则设置为 Basic 认证方法operator.SetStrategy(a.basic)；如果是 Bearer，则设置为 Bearer 认证方法operator.SetStrategy(a.jwt)。 SetStrategy方法的入参是 AuthStrategy 类型的接口，都实现了AuthFunc() gin.HandlerFunc函数，用来进行认证，所以最后我们调用operator.AuthFunc()(c)即可完成认证。
总结
在 IAM 项目中，iam-apiserver 实现了 Basic 认证和 Bearer 认证，iam-authz-server 实现了 Bearer 认证。这一讲重点介绍了 iam-apiserver 的认证实现。
用户要访问 iam-apiserver，首先需要通过 Basic 认证，认证通过之后，会返回 JWT Token 和 JWT Token 的过期时间。前端将 Token 缓存在 LocalStorage 或 Cookie 中，后续的请求都通过 Token 来认证。
执行 Basic 认证时，iam-apiserver 会从 HTTP Authorization Header 中解析出用户名和密码，将密码再加密，并和数据库中保存的值进行对比。如果不匹配，则认证失败，否则认证成功。认证成功之后，会返回 Token，并在 Token 的 Payload 部分设置用户名，Key 为 username 。
执行 Bearer 认证时，iam-apiserver 会从 JWT Token 中解析出 Header 和 Payload，并从 Header 中获取加密算法。接着，用获取到的加密算法和从配置文件中获取到的密钥对 Header.Payload 进行再加密，得到 Signature，并对比两次的 Signature 是否相等。如果不相等，则返回 HTTP 401 Unauthorized 错误；如果相等，接下来会判断 Token 是否过期，如果过期则返回认证不通过，否则认证通过。认证通过之后，会将 Payload 中的 username 添加到 gin.Context 类型的变量中，供后面的业务逻辑使用。
我绘制了整个流程的示意图，你可以对照着再回顾一遍。
课后练习
走读github.com/appleboy/gin-jwt包的GinJWTMiddleware结构体的GetClaimsFromJWT方法，分析一下：GetClaimsFromJWT 方法是如何从 gin.Context 中解析出 Token，并进行认证的？
思考下，iam-apiserver 和 iam-authzserver 是否可以使用同一个认证策略？如果可以，又该如何实现？