Keycloak中授权的实现

2024-04-13 16:25 由 dax.net 发表于 #其他

在Keycloak中实现授权，首先需要了解与授权相关的一些概念。授权，简单地说就是某个（些）用户或者某个（些）用户组（Policy），是否具有对某个资源（Resource）具有某种操作（Scope）的权限（Permission）。所以，授权是一种权限管理，它建立在认证的基础上：用户首先要完成认证（Authentication），才能谈授权（Authorization）。在讨论认证与授权的文章或论坛里，往往用Authn代表认证（Authentication），而用Authz代表授权（Authorization）。

Keycloak中的授权模型

在上面这段描述中，我已经将几个重要的概念用黑体字标注了。或许会有这样的疑问：用户/用户组不应该是User/Group吗？在谈授权的时候，至少也应该是角色（Role）吧，比如我们熟悉的基于角色的访问控制（RBAC），里面就是角色，怎么会是策略（Policy）呢？在回答这个问题前，还是先看一下Keycloak中的授权模型：

这个模型中，包含了几个重要的概念：

资源（Resource）：资源是应用程序中能够被访问的对象。假设有个有关天气预报的API，它的URL是http://localhost:5678/WeatherForecast，那么，在这台资源服务器上，URI /WeatherForecast就是一个资源的地址，它表示一个跟天气预报相关的API端点资源
操作（Scope）：其实Scope并不翻译为“操作”，这里我使用“操作”来表示Scope，是因为在授权的场景中，Scope就是定义针对资源的一些“操作”。比如：对于上面的天气预报API资源，我们可以有获取资源的操作，也可以有更新资源的操作（比如，让气象员根据其它科学数据来调整某地的天气预报）。于是，在定义Scope的时候，可以用“weatherforecast.read”、“weatherforecast.update”这样的名字来命名
对于某个资源，它可以声明自己所需要的操作，例如，在RESTful API中，/WeatherForecast这个API可以有读取（read/HTTP GET）的操作，也可以有更新（update/HTTP PATCH）的操作，那么，就可以在这个API资源上声明weatherforecast.read和weatherforecast.update这两个Scope
一个用户组（Group）可以包含多个子组，一个组下可以有多个用户（User），一个用户又可以属于多个用户组。对于一个用户或者一个组而言，它可以扮演多种角色（Role），而一个角色又可以被赋予多个用户或者多个用户组，这些都是耳熟能详的RBAC授权的基本概念，就不多说明了
策略（Policy）可以理解为满足某种条件的资源访问者（可以是用户或用户组），所以，Policy定义的是条件：角色就是一种条件，表示“被赋予某种角色”的条件。基于角色的策略实现的访问控制，就是RBAC。当然条件不仅仅只有角色，用户满足某个条件也可以成为一种策略，比如要求某个用户年龄大于18岁。除此之外，策略是可以被聚合的，聚合策略的投票结果（允许还是拒绝），取决于被聚合的策略以及投票的方式（是所有被聚合策略都允许，结果才被允许，还是只要有一个投票为“允许”，整个聚合策略的结果就是“允许”），比如要求用户是年龄大于18岁（User Policy）的系统管理员（Role Policy）。上图中只简单列了几个继承于Policy的子类用以示意，Keycloak所支持的策略类型不止这些
权限（Permission）是资源（Resource）或者操作（Scope）与策略（Policy）之间的关联关系。在Keycloak中，权限分为两种：基于资源的权限和基于操作的权限。表达的语义是：符合某些策略的访问者对指定的资源或者操作可以访问

理解了这些概念后，在Keycloak中实现授权并不困难。

演练：在Keycloak中实现授权

还是以Weather API为例，设置这样的业务场景：

服务供应商（Service Provider）发布/WeatherForecast API供外部访问
在企业应用（Client）里有三个用户：super，daxnet，nobody
在企业应用里有两个用户组：administrators，users
在企业应用里定义了两个用户角色：administrator，regular user
super用户同时属于users和administrators组，daxnet属于users组，nobody部署于任何组
administrators组被赋予了administrator角色，users组被赋予了regular user角色
对于/WeatherForecast API，它支持两种操作：GET /WeatherForecast，用以返回天气预报数据；PATCH /WeatherForecast，用以调整天气预报数据
拥有administrator角色的用户/组，具有PATCH操作的权限；拥有regular user角色但没有administrator角色的用户/组，具有GET操作的权限；没有任何角色的用户，就没有访问/WeatherForecast API的权限

这个业务场景也可以用下面的图来表述：

首先，在Keycloak中新建一个名为aspnetcoreauthz的Realm，在这个Realm下，新建三个User，分别是super，daxnet和nobody；然后新建两个Group：administrators和users，将super用户放到administrators组和users组里，并将daxnet用户放入users组里。

然后，新建一个名为weatherapiclient的Client，在weatherapiclient的页面里，点击Roles选项卡，创建两个名为administrator和regular user的角色，然后回到Groups里，选中administrators组，在Role mapping中，将administrator角色赋予该组：

用同样的方法，将regular user角色赋予users组。

现在进入Authorization选项卡，点击Scopes选项卡，然后点击Create authorization scope按钮：

在Create authorization scope页面中，Name字段输入weather.read，用同样的方法，新建另一个Scope，名称为weather.update。然后点击Resources选项卡，并点击Create resource按钮，创建API resource：

在Create resource页面，新建名为weather-api的资源，填入如下字段，然后点击Save按钮保存：

回到Authorization标签页，点击Policies标签页，点击Create client policy按钮，在弹出的对话框中，选择Role，表示需要创建一个基于角色的策略。在Create role policy页面，新建一个名为require-admin-policy的策略，在Roles部分，点击Add roles按钮，选择weatherapiclient下的administrator角色，然后点击Save按钮保存：

用同样的方法创建require-registered-user策略，并将regular user作为角色加入。接下来开始创建权限实体（Permission）。在Authorization选项卡里，点击Permission选项卡，然后点击Create permission，然后选择Create scope-based permission。在Create scope-based permission页面，创建一个名为weather-view-permission的Permission，Authorization scopes选择weather.read，Policies选择require-registered-user，这里的语义已经很明白了：执行weather.read操作，需要require-registered-user策略，也就是要读取天气预报信息，就需要已注册用户。点击Save按钮保存即可。

用同样的方法创建另一个名为weather-modify-permission的Permission，Authorization scopes为weather.update，Policies为require-admin-policy。

接下来，就可以测试权限的设置是否正确了。仍然在Authorization选项卡下，点击Evaluate选项卡，在Identity Information部分，Users里选择super：

然后点击Evaluate按钮，之后就可以看到，weather-modify-permission和weeather-view-permission均投票为Permit，表示该用户具有两者权限：

如果点击Show authorization data，则在弹出的Authorization data对话框中，可以看到token里已经包含了授权信息（authorization Claim）：

{
  "exp": 1712996185,
  "iat": 1712995885,
  "jti": "4f1178f2-5e8b-41e4-b726-da9120d77baa",
  "aud": "weatherapiclient",
  "sub": "44bbfc3a-16a0-499a-aae9-a2aa36219d33",
  "typ": "Bearer",
  "azp": "weatherapiclient",
  "session_state": "2b228dd4-38c8-4002-bc11-b35ecd109a63",
  "acr": "1",
  "allowed-origins": [
    "/*"
  ],
  "realm_access": {
    "roles": [
      "default-roles-aspnetcoreauthz",
      "offline_access",
      "uma_authorization"
    ]
  },
  "resource_access": {
    "weatherapiclient": {
      "roles": [
        "administrator",
        "regular user"
      ]
    },
    "account": {
      "roles": [
        "manage-account",
        "manage-account-links",
        "view-profile"
      ]
    }
  },
  "authorization": {
    "permissions": [
      {
        "scopes": [
          "weather.update",
          "weather.read"
        ],
        "rsid": "f6fd1d6f-3bfd-44a1-a6fb-a1fb49769ac9",
        "rsname": "weather-api"
      }
    ]
  },
  "scope": "email profile",
  "sid": "2b228dd4-38c8-4002-bc11-b35ecd109a63",
  "email_verified": false,
  "name": "Admin User",
  "groups": [
    "/administrators",
    "/users"
  ],
  "preferred_username": "super",
  "given_name": "Admin",
  "family_name": "User",
  "email": "[email protected]"
}

换一个用户，如果选择daxnet，可以看到，weather-view-permission为Permit，而weather-modify-permission为Deny：

再将用户换为nobody测试一下，发现两个Permission的结果都为Deny：

通过token API端点请求授权信息

要使用OpenID Connect的token API端点获得某个用户的授权信息，需要首先得到Bearer token：

然后，使用这个Bearer token，再次调用token API，注意此时的grant_type为 urn:ietf:params:oauth:grant-type:uma-ticket，audience为Client ID，即weatherapiclient：

在jwt.io中解码第二步生成的这个access_token，就可以拿到授权信息了：