前言

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在前面的章节中，我们介绍了两种可全局认证的方法：

而在实际需求中，常常会对某些模块的 RPC 方法做特殊认证或校验，而gRPC也专门提供了这类特殊认证的接口。

一、概述

gRPC为每个gRPC方法调用提供了Token认证支持，可以基于用户传入的Token判断用户是否登陆、以及权限等，实现Token认证的前提是，需要定义一个结构体，并实现credentials.PerRPCCredentials接口。

1、credentials.PerRPCCredentials 接口

类型定义：

type PerRPCCredentials interface {
  // 返回需要认证的必要信息
  GetRequestMetadata(ctx context.Context, uri ...string) (map[string]string, error)
  // 是否使用安全链接(TLS)
  RequireTransportSecurity() bool
}

在 gRPC 中默认定义了 PerRPCCredentials，是 gRPC 默认提供用于自定义认证的接口，它的作用是将所需的安全认证信息添加到每个 RPC 方法的上下文中。其包含 2 个方法：

GetRequestMetadata：获取当前请求认证所需的元数据（metadata），以 map 的形式返回本次调用的授权信息，ctx 是用来控制超时的

RequireTransportSecurity：是否需要基于 TLS 认证进行安全传输，如果返回 true 则说明该 Credentials 需要在一个有 TLS 认证的安全连接上传输，如果当前连接并没有使用 TLS 则会报错：

transport: cannot send secure credentials on an insecure connection

2、实现流程

在发出请求之前，gRPC 会将 Credentials（认证凭证）存放在 metadata（元数据）中进行传递。

在真正发起调用之前，gRPC 会通过 GetRequestMetadata函数，将用户定义的 Credentials（认证凭证）提取出来，并添加到 metadata（元数据）中，随着请求一起传递到服务端。

然后服务端从 metadata 中取出 Credentials 进行有效性校验。

二、实现自定义身份验证

具体分为以下两步：

1）客户端请求时带上 Credentials；
2）服务端取出 Credentials，并验证有效性，一般配合拦截器使用（这里我们使用两种方法，拦截器以及RPC方法）。

1、目录结构

go-grpc-example
├─client
│  ├─token_client
│  │   └──client.go
├─pkg
│  ├─token
│  │   └──token.go
├─proto
│  ├─token
│  │   └──token.proto
└─server
    ├─token_server
  │  └──server.go

2、编写IDL

在 proto/token 文件夹下的 token.proto 文件中，写入如下内容：

syntax = "proto3";
option go_package = "./proto/token;token";
package tokenservice;
// 验证参数
message TokenValidateParam {
  string token = 1;
  int32 uid = 2;
}
// 请求参数
message Request {
  string name = 1;
}
// 请求返回
message Response {
  int32 uid = 1;
  string name = 2;
}
// 服务
service TokenService {
  rpc Token(Request) returns (Response);
}

在Makefile文件中写入：

token:
  protoc --go_out=. --go-grpc_out=. ./proto/token/*.proto

用make token指令生成Go代码：

➜ make token
protoc --go_out=. --go-grpc_out=. ./proto/token/*.proto

3、编写基础模板和空定义

我们先把基础的模板和空定义写出来在进行完善

1）server.go

const Address = "127.0.0.1:8888"
type TokenService struct {
  token.UnimplementedTokenServiceServer
}
func main() {
  listen, err := net.Listen("tcp", Address)
  if err != nil {
    fmt.Println("start error:", err)
    return
  }
  var opts []grpc.ServerOption
  server := grpc.NewServer(opts...)
  token.RegisterTokenServiceServer(server, &TokenService{})
  fmt.Println("服务启动成功....")
  server.Serve(listen)
}

2）client.go

const Address = "127.0.0.1:8888"
func main() {
  var opts []grpc.DialOption
  conn, err := grpc.Dial(Address, opts...)
  if err != nil {
    fmt.Println("grpc.Dial error:", err)
    return
  }
  defer conn.Close()
  // 实例化客户端
  client := token.NewTokenServiceClient(conn)
  // 调用具体方法
  token, err := client.Token(context.Background(), &token.Request{Name: "linzy"})
  if err != nil {
    fmt.Println("client.Token error:", err)
    return
  }
  fmt.Println("return result:", token)
}

4、实现PerRPCCredentials 接口

我们在 pkg/token 目录里的 token.go 文件内实现PerRPCCredentials 接口的方法：

const IsTLS = false
// 定义一个认证的结构体，这里是因为我在porto写好了一个数据结构
// 也可以自定义认证字段
type TokenAuth struct {
  token.TokenValidateParam
}
func (x *TokenAuth) GetRequestMetadata(ctx context.Context, uri ...string) (map[string]string, error) {
  // 将 Credentials（认证凭证）存放在 metadata（元数据）中进行传递。
  return map[string]string{
    "uid":   strconv.FormatInt(int64(x.GetUid()), 10),
    "token": x.GetToken(),
  }, nil
}
func (x *TokenAuth) RequireTransportSecurity() bool {
  return IsTLS
}

5、实现认证功能

我们已经实现了客户端请求时带上 Credentials 凭证，后面就需要实现服务端的功能，在获取授权信息并校验有效性。

1）实现拦截器认证

在 pkg/Interceptor 目录下的 Interceptor.go 文件内写入以下内容：

// 用一元拦截器实现认证
func ServerInterceptorCheckToken() grpc.UnaryServerInterceptor {
  return func(ctx context.Context, req interface{}, info *grpc.UnaryServerInfo,
    handler grpc.UnaryHandler) (resp interface{}, err error) {
    // 验证token
    _, err = CheckToken(ctx)
    if err != nil {
      fmt.Println("Interceptor 拦截器内token认证失败\n")
      return nil, err
    }
    fmt.Println("Interceptor 拦截器内token认证成功\n")
    return handler(ctx, req)
  }
}
// 验证
func CheckToken(ctx context.Context) (*token.Response, error) {
  // 取出元数据
  md, b := metadata.FromIncomingContext(ctx)
  if !b {
    return nil, status.Error(codes.InvalidArgument, "token信息不存在")
  }
  var token, uid string
  // 取出token
  tokenInfo, ok := md["token"]
  if !ok {
    return nil, status.Error(codes.InvalidArgument, "token不存在")
  }
  token = tokenInfo[0]
  // 取出uid
  uidTmp, ok := md["uid"]
  if !ok {
    return nil, status.Error(codes.InvalidArgument, "uid不存在")
  }
  uid = uidTmp[0]
  //验证
  sum := md5.Sum([]byte(uid))
  md5Str := fmt.Sprintf("%x", sum)
  if md5Str != token {
    fmt.Println("md5Str:", md5Str)
    fmt.Println("uid:", uid)
    fmt.Println("token:", token)
    return nil, status.Error(codes.InvalidArgument, "token验证失败")
  }
  return nil, nil
}

gPRC 传输的时候把授权信息存放在 metada 的，所以需要先获取 metadata。通过metadata.FromIncomingContext可以从 ctx 中取出本次调用的 metadata，然后再从 md 中取出授权信息并校验即可。

在server.go文件内添加拦截器：

opts = append(opts, grpc.UnaryInterceptor(Interceptor.ServerInterceptorCheckToken()))

2）实现RPC方法认证

实现了校验有效性我们就需要在 server.go 服务端实现Token RPC的方法进行授权认证：

type TokenService struct {
  token.UnimplementedTokenServiceServer
  tokenAuth.TokenAuth
}
func (u TokenService) Token(ctx context.Context, r *token.Request) (*token.Response, error) {
  // 验证token
  _, err := Interceptor.CheckToken(ctx)
  if err != nil {
    fmt.Println("Token RPC方法内token认证失败\n")
    return nil, err
  }
  fmt.Printf("%v Token RPC方法内token认证成功\n", r.GetName())
  return &token.Response{Name: r.GetName()}, nil
}

同样的在client.go 文件内输入token信息，并调用grpc.WithPerRPCCredentials:

// token信息
auth := tokenAuth.TokenAuth{
  token.TokenValidateParam{
    Token: "81dc9bdb52d04dc20036dbd8313ed055",
    Uid:   1234,
  },
}
opts = append(opts, grpc.WithPerRPCCredentials(&auth))

6、启动 & 请求

输入一个正确的token：

# 启动服务端
$ go run server.go
API server listening at: 127.0.0.1:52505
服务启动成功....
Interceptor 拦截器内token认证成功
linzy Token RPC方法内token认证成功
# 启动客户端
$ go run client.go 
API server listening at: 127.0.0.1:52545
return result: name:"linzy"

修改token信息为：

// token信息
  auth := tokenAuth.TokenAuth{
    token.TokenValidateParam{
      Token: "81dc9bdb52d0ed0585",
      Uid:   1234,
    },
  }

测试一下：

# 启动服务端
$ go run server.go
API server listening at: 127.0.0.1:52505
服务启动成功....
md5Str: 81dc9bdb52d04dc20036dbd8313ed055
uid: 1234
token: 81dc9bdb52d0ed0585
Interceptor 拦截器内token认证失败
# 启动客户端
$ go run client.go 
API server listening at: 127.0.0.1:52857
client.Token error: rpc error: code = InvalidArgument desc = token验证失败

7、实现RequireTransportSecurity()方法

身份认证功能已经完成，但是我们gRPC通信还是明文传输，对于如此重要的信息肯定要建立安全连接，所以要实现 RequireTransportSecurity 方法。

方法实现很简单，我们只需要建立安全连接的时候，返回一个true就行，使用我们之前的证书进行TLS连接即可。

具体可以看我的上一篇《通过TLS建立安全连接》

server.go添加以下内容：

if tokenAuth.IsTLS {
  // TLS认证
  // 根据服务端输入的证书文件和密钥构造 TLS 凭证
  c, err := credentials.NewServerTLSFromFile("./conf/server_side_TLS/server.pem", "./conf/server_side_TLS/server.key")
  if err != nil {
    log.Fatalf("credentials.NewServerTLSFromFile err: %v", err)
  }
  opts = append(opts, grpc.Creds(c))
}

client.go添加以下内容：

if tokenAuth.IsTLS {
  //打开tls 走tls认证
  // 根据客户端输入的证书文件和密钥构造 TLS 凭证。
  // 第二个参数 serverNameOverride 为服务名称。
  c, err := credentials.NewClientTLSFromFile("./conf/server_side_TLS/server.pem", "go-grpc-example")
  if err != nil {
    log.Fatalf("credentials.NewClientTLSFromFile err: %v", err)
  }
  opts = append(opts, grpc.WithTransportCredentials(c))
} else {
  opts = append(opts, grpc.WithInsecure())
}

我们只需要修改token.go文件内的IsTLS变量就可以实现是否使用安全链接(TLS)。

启动 & 请求之后我们抓个包看一下是否已经建立安全链接了了。

三、小结

1）实现credentials.PerRPCCredentials接口就可以把数据当做 gRPC 中的 Credential 在添加到 metadata 中，跟着请求一起传递到服务端；

2）服务端从 ctx 中解析 metadata，然后从 metadata 中获取授权信息并进行验证；

3）可以借助 Interceptor 实现全局身份验证。

gRPC（七）进阶：自定义身份验证

前言

一、概述

1、credentials.PerRPCCredentials 接口

2、实现流程

二、实现自定义身份验证

1、目录结构

2、编写IDL

3、编写基础模板和空定义

1）server.go

2）client.go

4、实现PerRPCCredentials 接口

5、实现认证功能

1）实现拦截器认证

2）实现RPC方法认证

6、启动 & 请求

7、实现RequireTransportSecurity()方法

三、小结

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前言

一、概述

1、credentials.PerRPCCredentials 接口

2、实现流程

二、实现自定义身份验证

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2、编写IDL

3、编写基础模板和空定义

1）server.go

2）client.go

4、实现PerRPCCredentials 接口

5、实现认证功能

1）实现拦截器认证

2）实现RPC方法认证

6、启动 & 请求

7、实现RequireTransportSecurity()方法

三、小结

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