利用JWT、OAuth2、会话管理、RBAC、权限及资源所有权验证,实现安全的认证与授权。
认证和授权模式是一项面向实际任务的技能,主要用于主体认证和授权模式包括JWT、 OAuth2、 会话管理以及 RBAC , 用于构建安全、 可扩展的访问控制系统。它将相关步骤、工具调用和结果整理方式集中到统一流程中,帮助使用者更快完成目标并减少重复操作。
实际使用前应先确认任务范围、数据来源、运行环境、必要权限和关键参数,再依据技能说明逐步执行;若输入条件不完整,应先补齐信息或采用保守配置,避免因错误假设导致结果偏离需求。
执行过程中需要关注工具调用是否成功、接口或依赖是否可用、输出格式是否符合预期,并对异常提示、缺失字段和边界情况进行处理;涉及批量任务时,还应保存进度,避免中断后重复操作。
掌握 JWT、OAuth2、会话管理及 RBAC 等认证与授权模式,构建安全、可扩展的访问控制系统。
USE WHEN(适用于以下情况):
DON'T USE WHEN(不适用于以下情况):
| AuthN(认证) | AuthZ(授权) |
|---|---|
| “你是谁?” | “你能做什么?” |
| 验证身份 | 检查权限 |
| 颁发凭证 | 执行策略 |
| 登录 / 注销 | 访问控制 |
| 策略 | 优点 | 缺点 | 最佳适用场景 |
|---|---|---|---|
| 会话(Session) | 简单、安全 | 有状态、横向扩展复杂 | 传统 Web 应用 |
| JWT | 无状态、可扩展性强 | Token 体积较大、难以主动吊销 | API、微服务架构 |
| OAuth2/OIDC | 支持委托式认证、天然适配 SSO | 配置复杂 | 社交登录、企业级集成 |
import jwt from 'jsonwebtoken';
function generateTokens(user: User) {
const accessToken = jwt.sign(
{ userId: user.id, email: user.email, role: user.role },
process.env.JWT_SECRET!,
{ expiresIn: '15m' } // 短期有效
);
const refreshToken = jwt.sign(
{ userId: user.id },
process.env.JWT_REFRESH_SECRET!,
{ expiresIn: '7d' } // 长期有效
);
return { accessToken, refreshToken };
}
function authenticate(req: Request, res: Response, next: NextFunction) {
const authHeader = req.headers.authorization;
if (!authHeader?.startsWith('Bearer ')) {
return res.status(401).json({ error: 'No token provided' });
}
const token = authHeader.substring(7);
try {
const payload = jwt.verify(token, process.env.JWT_SECRET!);
req.user = payload;
next();
} catch (error) {
return res.status(401).json({ error: 'Invalid token' });
}
}
app.post('/api/auth/refresh', async (req, res) => {
const { refreshToken } = req.body;
try {
// 验证 refresh token
const payload = jwt.verify(refreshToken, process.env.JWT_REFRESH_SECRET!);
// 检查该 token 是否存在于数据库中(未被吊销)
const storedToken = await db.refreshTokens.findOne({
token: await hash(refreshToken),
expiresAt: { $gt: new Date() }
});
if (!storedToken) {
return res.status(403).json({ error: 'Token revoked' });
}
// 生成新的 access token
const user = await db.users.findById(payload.userId);
const accessToken = jwt.sign(
{ userId: user.id, email: user.email, role: user.role },
process.env.JWT_SECRET!,
{ expiresIn: '15m' }
);
res.json({ accessToken });
} catch {
res.status(401).json({ error: 'Invalid refresh token' });
}
});
import session from 'express-session';
import RedisStore from 'connect-redis';
app.use(session({
store: new RedisStore({ client: redisClient }),
secret: process.env.SESSION_SECRET!,
resave: false,
saveUninitialized: false,
cookie: {
secure: process.env.NODE_ENV === 'production', // 仅 HTTPS 传输
httpOnly: true, // 禁止 JavaScript 访问
maxAge: 24 * 60 * 60 * 1000, // 24 小时
sameSite: 'strict' // 防 CSRF 攻击
}
}));
// 登录
app.post('/api/auth/login', async (req, res) => {
const { email, password } = req.body;
const user = await db.users.findOne({ email });
if (!user || !(await verifyPassword(password, user.passwordHash))) {
return res.status(401).json({ error: 'Invalid credentials' });
}
req.session.userId = user.id;
req.session.role = user.role;
res.json({ user: { id: user.id, email: user.email } });
});
// 注销
app.post('/api/auth/logout', (req, res) => {
req.session.destroy(() => {
res.clearCookie('connect.sid');
res.json({ message: 'Logged out' });
});
});
import passport from 'passport';
import { Strategy as GoogleStrategy } from 'passport-google-oauth20';
passport.use(new GoogleStrategy({
clientID: process.env.GOOGLE_CLIENT_ID!,
clientSecret: process.env.GOOGLE_CLIENT_SECRET!,
callbackURL: '/api/auth/google/callback'
}, async (accessToken, refreshToken, profile, done) => {
// 查找或创建用户
let user = await db.users.findOne({ googleId: profile.id });
if (!user) {
user = await db.users.create({
googleId: profile.id,
email: profile.emails?.[0]?.value,
name: profile.displayName
});
}
return done(null, user);
}));
// 路由
app.get('/api/auth/google',
passport.authenticate('google', { scope: ['profile', 'email'] }));
app.get('/api/auth/google/callback',
passport.authenticate('google', { session: false }),
(req, res) => {
const tokens = generateTokens(req.user);
res.redirect(`${FRONTEND_URL}/auth/callback?token=${tokens.accessToken}`);
});
enum Role {
USER = 'user',
MODERATOR = 'moderator',
ADMIN = 'admin'
}
const roleHierarchy: Record = {
[Role.ADMIN]: [Role.ADMIN, Role.MODERATOR, Role.USER],
[Role.MODERATOR]: [Role.MODERATOR, Role.USER],
[Role.USER]: [Role.USER]
};
function hasRole(userRole: Role, requiredRole: Role): boolean {
return roleHierarchy[userRole].includes(requiredRole);
}
function requireRole(...roles: Role[]) {
return (req: Request, res: Response, next: NextFunction) => {
if (!req.user) {
return res.status(401).json({ error: 'Not authenticated' });
}
if (!roles.some(role => hasRole(req.user.role, role))) {
return res.status(403).json({ error: 'Insufficient permissions' });
}
next();
};
}
// 使用示例
app.delete('/api/users/:id',
authenticate,
requireRole(Role.ADMIN),
async (req, res) => {
await db.users.delete(req.params.id);
res.json({ message: 'User deleted' });
}
);
enum Permission {
READ_USERS = 'read:users',
WRITE_USERS = 'write:users',
DELETE_USERS = 'delete:users',
READ_POSTS = 'read:posts',
WRITE_POSTS = 'write:posts'
}
const rolePermissions: Record = {
[Role.USER]: [Permission.READ_POSTS, Permission.WRITE_POSTS],
[Role.MODERATOR]: [Permission.READ_POSTS, Permission.WRITE_POSTS, Permission.READ_USERS],
[Role.ADMIN]: Object.values(Permission)
};
function requirePermission(...permissions: Permission[]) {
return (req: Request, res: Response, next: NextFunction) => {
if (!req.user) return res.status(401).json({ error: 'Not authenticated' });
const hasAll = permissions.every(p =>
rolePermissions[req.user.role]?.includes(p)
);
if (!hasAll) return res.status(403).json({ error: 'Insufficient permissions' });
next();
};
}
function requireOwnership(resourceType: 'post' | 'comment') {
return async (req: Request, res: Response, next: NextFunction) => {
if (!req.user) return res.status(401).json({ error: 'Not authenticated' });
// 管理员可访问任意资源
if (req.user.role === Role.ADMIN) return next();
const resource = await db[resourceType].findById(req.params.id);
if (!resource) return res.status(404).json({ error: 'Not found' });
if (resource.userId !== req.user.userId) {
return res.status(403).json({ error: 'Not authorized' });
}
next();
};
}
// 使用示例:用户仅可更新自己的文章
app.put('/api/posts/:id', authenticate, requireOwnership('post'), updatePost);
import bcrypt from 'bcrypt';
import { z } from 'zod';
const passwordSchema = z.string()
.min(12, 'Password must be at least 12 characters')
.regex(/[A-Z]/, 'Must contain uppercase')
.regex(/[a-z]/, 'Must contain lowercase')
.regex(/[0-9]/, 'Must contain number')
.regex(/[^A-Za-z0-9]/, 'Must contain special character');
async function hashPassword(password: string): Promise {
return bcrypt.hash(password, 12); // 12 轮哈希
}
async function verifyPassword(password: string, hash: string): Promise {
return bcrypt.compare(password, hash);
}
| 问题 | 解决方案 |
|---|---|
| JWT 存储于 localStorage | 改用 httpOnly Cookie |
| Token 未设置过期时间 | 设定较短 TTL + 配合 refresh token 机制 |
| 密码强度不足 | 通过 zod 强制执行强密码策略 |
| 未启用速率限制 | 结合 express-rate-limit 与 Redis 实现 |
| 仅在客户端做权限校验 | 服务端必须始终校验权限 |
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