插件开发版｜ Authing 结合 APISIX 实现统一可配置 API 权限网关

[Authing]

当开发者在构建网站、移动设备或物联网应用程序时，API 网关作为微服务架构中不可或缺的控制组件，是流量的核心进出口。通过有效的权限管控，可以实现认证授权、监控分析等功能，提高 API 的安全性、可用性、拓展性以及优化 API 性能。之前我们演示了通过 Authing 权限管理 + APISIX 实现 API 的访问控制效果，本文将教你如何实现上述能力的具体实践方法。

01 关于 Authing

Authing 是国内首款以开发者为中心的全场景身份云产品，集成了所有主流身份认证协议，为企业和开发者提供完善安全的用户认证和访问管理服务。以「 API First 」作为产品基石，把身份领域所有常用功能都进行了模块化的封装，通过全场景编程语言 SDK 将所有能力 API 化提供给开发者。同时，用户可以灵活的使用 Authing 开放的 RESTful APIs 进行功能拓展，满足不同企业不同业务场景下的身份和权限管理需求。

02 关于 APISIX

Apache APISIX 是一个动态、实时、高性能的 API 网关，提供负载均衡、动态上游、灰度发布、服务熔断、身份认证、可观测性等丰富的流量管理功能。Apache APISIX 不仅支持插件动态变更和热插拔，而且拥有众多实用的插件。Apache APISIX 的 OpenID Connect 插件支持 OpenID Connect 协议，用户可以使用该插件让 Apache APISIX 对接 Authing 服务，作为集中式认证网关部署于企业中。

03 业务目标

通过 Authing 权限管理 + APISIX 实现 API 的访问控制

04 如何实现

本文所涉及到的代码已经上传到 Github

Python 插件： https://github.com/fehu-asia/authing-apisix-python-agent

Java Adapter: https://github.com/fehu-asia/authing-apisix-java-adapter

Java 插件： https://github.com/fehu-asia/authing-apisix-java-agent

4.1 业务架构

系统整体包含了三大部分：Authing 服务集群、Authing 插件适配服务以及 APISIX 网关，本方案建立需要配置和开发的部分有四个部分，Authing API 权限结构配置、APISIX 插件和路由配置、APISIX 插件开发部署以及业务适配服务开发，其中业务适配服务包含了认证和授权的主要逻辑(使用单独服务承载)，避免了插件的频繁更新和部署。

这里需要说明的是，之所以采用 Adapter 的方式来实现，是因为插件我们并不希望经常变动，但需求可能是无法避免的需要经常变动，所以我们将具体的鉴权逻辑放在 Adapter ，插件只实现请求转发和根据 Adapter 的返回结果决定是否放行，同时无状态的插件可以让我们实现更多的场景复用和能力扩展，例如进行鉴权结果的缓存实现，后续只需维护 Adapter 即可。

当然我们也可将具体的逻辑放在插件里。

注意，本教程只用于与 APISIX 和 Authing 进行集成，对于生产环境使用，您需要自行开发插件并保证其安全性及可用性等，本文档不承诺此插件可以用于生产环境。

• APISIX 基础环境搭建

git clone https://github.com/apache/apisix-docker.git
cd apisix-docker/example
docker-compose -p docker-apisix up -d

到这里可以使用 docker ps 查看 apisix docker 进程启动状态， 随后访问 localhost:9000 可以进入 dashboard 界面进行路由和插件的配置。

4.2 在 Authing 对 API 进行管理

登录 Authing 官网：www.authing.com ，进行以下操作：

• 4.2.1 创建应用

配置 Token 签名算法为 RS256 及校验 AccessToken 的方式为 none 。

• 4.2.2 创建用户

进入 Authing 控制台-用户管理-用户列表-点击创建用户后，可以根据不同方式（用户名、手机号、邮箱）创建测试用户，如下图所示：

• 4.2.3 创建 API

进入 Authing 控制台-权限管理-创建资源，可以选择创建树数据类型的资源，如下图所示：

• 4.2.4 创建策略

进入权限管理-数据资源权限-数据策略标签，可以点击创建策略来新建数据访问策略，如下图所示。策略包含了对应的权限空间中定义的数据以及操作，创建后能够基于此策略对不同对象(用户、角色、用户组等)进行授权管理。

• 4.2.5 API 授权

4.3 APISIX 路由和 SOCK 配置

• 4.3.1 SOCK 配置

APISIX 使用 unix sock 与插件进程通信，因此需要配置对应的 sock 端口：

需要将宿主机上的 sock 文件挂载到容器里，插件启动的时候会在宿主机上创建这个 sock 文件，此处需要注意的是，若 APISIX 是先于插件启动的，当插件启动后，则需要重启下 APISIX 容器，确保插件先于 APISIX 启动。

文件位置： /apisix-docker/example/docker-compose.yml apisix 部分

  apisix:
    image: apache/apisix:latest
    restart: always
    volumes:
      - ./apisix_log:/usr/local/apisix/logs
      - ./apisix_conf/config.yaml:/usr/local/apisix/conf/config.yaml:ro
      - /tmp/runner.sock:/tmp/runner.sock

• 4.3.2 路由配置

X-API-KEY： /apisix/apisix-docker/example/apisix_conf/config.yaml

curl http://127.0.0.1:9180/apisix/admin/routes/1 -H 'X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1' -X PUT -d '
{
  "uri": "/*",
  "plugins": {
    "ext-plugin-pre-req": {
      "conf": [
 {
          "name": "authing_agent",
      "value": "{\"url\": \"{适配服务的访问地址}\",\"user_pool_id\": \"{用户池 ID}\",\"user_pool_secret\": \"{用户池密钥}\"}"
    }
      ]
    }
  },
  "upstream": {
        "type": "roundrobin",
        "nodes": {
            "httpbin.org:80": 1
        }
    }
}'

ext-plugin-pre-req 是需要启用的插件类型, 在配置 conf 中需要确定两个变量：

"name": 插件名称
"value": "{"url": "适配服务的访问地址","user_pool_id": "用户池 ID","user_pool_secret": "用户池密钥"}"

其中，访问地址格式为 {{domain}}:{{port}}/{{path}}

例如： "{"url": "http://192.168.1.123:8080/isAllow","user_pool_id": "124u2353h2t24he2u349382u152","user_pool_secret": "6435462313i5412njburh2u34"}"

4.4 APISIX 插件开发和部署

• 4.4.1 建立插件工程目录

git clone https://github.com/apache/apisix-python-plugin-runner.git 进入目录 make setup 进入目录 make install 进入目录并修改 apisix/plugins/rewrite.py 文件，将请求参数传递到 Authing

• 4.4.2 编写 Agent (python) 插件代码

可使用其他语言实现例如 Java 、Go 、Lua

之所以采用 Python 的原因是因为环境初始化比较简单，可以让开发者快速了解 APISIX 的插件的开发机制。

https://apisix.apache.org/docs/apisix/external-plugin/

from typing import Any
from apisix.runner.http.request import Request
from apisix.runner.http.response import Response
from apisix.runner.plugin.core import PluginBase
import json
import requests
import json

def isAllow(request,config):
    return requests.request("POST", 
        config.get("url"), 
        headers={
        'Content-Type': 'application/json'
        }, 
        data=json.dumps({
        "request": request,
        "pluginConfig": config
        }))



class Rewrite(PluginBase):

    def name(self) -> str:
        return "authing_agent"

    def config(self, conf: Any) -> Any:
        return conf

    def filter(self, conf: Any, request: Request, response: Response):
        # 组装 Adapter 请求参数
        authing_request = {
        "uri": request.get_uri(),
        "method": request.get_method(),
        "args":request.get_args(),
        "headers":request.get_headers(),
        "request_id":request.get_id(),
        "host":request.get_var("host"),
        "remote_addr": request.get_remote_addr(),
        "configs": request.get_configs()
        }
        # 接收 Adapter 响应判断是否放行
        authing_response = isAllow(authing_request,eval(conf))
        if authing_response.text != "ok":
            response.set_status_code(authing_response.status_code)
            response.set_body(authing_response.text)            

• 4.4.3 运行 Agent 插件

nohup make dev & #后台运行 agent 程序

4.5 适配器开发

• 4.5.1 通信接口设计

启动代理 Authing 服务（自行实现对应接口，以 springboot 为例，接口结构如下）

• 4.5.2 部分 JAVA 文件列出如下

IsAllowController.java

package cn.authing.apisix.adapter.controller;

import cn.authing.apisix.adapter.entity.APISIXRquestParams;
import cn.authing.sdk.java.client.ManagementClient;
import cn.authing.sdk.java.dto.CheckPermissionDto;
import cn.authing.sdk.java.dto.CheckPermissionRespDto;
import cn.authing.sdk.java.dto.CheckPermissionsRespDto;
import cn.authing.sdk.java.model.ManagementClientOptions;
import cn.hutool.http.HttpStatus;
import cn.hutool.http.HttpUtil;
import com.google.gson.Gson;
import com.nimbusds.jose.JOSEException;
import com.nimbusds.jose.JWSAlgorithm;
import com.nimbusds.jose.JWSObject;
import com.nimbusds.jose.jwk.source.JWKSource;
import com.nimbusds.jose.jwk.source.RemoteJWKSet;
import com.nimbusds.jose.proc.BadJOSEException;
import com.nimbusds.jose.proc.JWSKeySelector;
import com.nimbusds.jose.proc.JWSVerificationKeySelector;
import com.nimbusds.jose.proc.SecurityContext;
import com.nimbusds.jwt.JWTClaimsSet;
import com.nimbusds.jwt.proc.ConfigurableJWTProcessor;
import com.nimbusds.jwt.proc.DefaultJWTProcessor;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.util.StopWatch;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.text.ParseException;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

/**
 * @author Gao FeiHu
 * @version 1.0.0
 * @date 2022.12.22
 * @email [email protected]
 */
@RestController
@Slf4j
public class IsAllowController {

    /**
     * 用户池 ID
     */
    public static String ACCESS_KEY_ID = "";
    /**
     * 用户池密钥
     */
    public static String ACCESS_KEY_SECRET = "";
    /**
     * Authing SDK
     * See
     * https://docs.authing.cn/v3/reference/
     */
    ManagementClient managementClient;

    /**
     * 初始化 ManagementClient
     *
     * @param ak  用户池 ID
     * @param aks 用户池密钥
     */
    public void init(String ak, String aks) {
        log.info("init ManagementClient ......");
        try {
            // 保存用户池 ID 和密钥
            ACCESS_KEY_ID = ak;
            ACCESS_KEY_SECRET = aks;
            // 初始化
            ManagementClientOptions options = new ManagementClientOptions();
            options.setAccessKeyId(ak);
            options.setAccessKeySecret(aks);
            managementClient = new ManagementClient(options);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            System.err.println("初始化 managementClient 失败，可能无法请求！");
        }
    }

    /**
     * 是否放行
     *
     * @param apisixRquestParams 请求 body ，包含了 APISIX 插件的配置以及请求上下文
     * @param response           HttpServletResponse
     * @return 200 OK 放行
     * 403 forbidden 禁止访问
     * 500 internal server error 请求错误 可根据实际需求放行或拒绝
     */
    @PostMapping("/isAllow")
    public Object isAllow(@RequestBody APISIXRquestParams apisixRquestParams, HttpServletResponse response) {

        // 请求计时器
        StopWatch stopWatch = new StopWatch();
        stopWatch.start();

        // 请求 ID 与 APISIX 一致
        String requestID = apisixRquestParams.getRequest().getRequest_id();

        log.info("{} ==> 请求入参 : {} ", requestID, new Gson().toJson(apisixRquestParams));

        try {
            // 0. 若插件为多实例用于实现不同业务逻辑，此处可对应修改为多实例模式
            if (managementClient == null || !ACCESS_KEY_ID.equals(apisixRquestParams.getPluginConfig().get("user_pool_id"))) {
                init((String) apisixRquestParams.getPluginConfig().get("user_pool_id"), (String) apisixRquestParams.getPluginConfig().get("user_pool_secret"));
            }

            // 1. 拿到 accessToken
            String authorization = (String) apisixRquestParams.getRequest().getHeaders().get("authorization");
            if (!StringUtils.hasLength(authorization)) {
                return result(response, stopWatch, requestID, HttpStatus.HTTP_UNAUTHORIZED, "HTTP_UNAUTHORIZED");
            }

            String accessToken = authorization;
            if (authorization.startsWith("Bearer")) {
                accessToken = authorization.split(" ")[1].trim();
            }


            log.info("{} ==> accessToken : {} ", requestID, accessToken);
            // 2. 解析 accessToken 拿到应用 ID 和用户 ID
            JWSObject parse = JWSObject.parse(accessToken);
            Map<String, Object> payload = parse.getPayload().toJSONObject();
            String aud = (String) payload.get("aud");
            String sub = (String) payload.get("sub");

            // 3. 校验 accessToken
            // 在线校验
            String result = onlineValidatorAccessToken(accessToken, aud);
            log.info("{} ==> accessToken 在线结果 : {} ", requestID, result);
            if (!result.contains("{\"active\":true")) {
                return result(response, stopWatch, requestID, HttpStatus.HTTP_UNAUTHORIZED, "HTTP_UNAUTHORIZED");
            }

//            // 离线校验
//            if (null == offlineValidatorAccessToken(accessToken, aud)) {
//                return result(response, stopWatch, requestID, HttpStatus.HTTP_UNAUTHORIZED, "HTTP_UNAUTHORIZED");
//            }

            // 4. 获取到 APISIX 中的请求方法，对应 Authing 权限中的 action
            String action = apisixRquestParams.getRequest().getMethod();

            // 5. 获取到 APISIX 中的请求路径
            String resource = apisixRquestParams.getRequest().getUri();

            // 6. 去 Authing 请求，判断是否有权限
            // TODO 可在此添加 Redis 对校验结果进行缓存
            CheckPermissionDto reqDto = new CheckPermissionDto();
            reqDto.setUserId(sub);
            reqDto.setNamespaceCode(aud);
            reqDto.setResources(Arrays.asList(resource.substring(1, resource.length())));
            reqDto.setAction(action);
            CheckPermissionRespDto checkPermissionRespDto = managementClient.checkPermission(reqDto);
            log.info(new Gson().toJson(checkPermissionRespDto));

            // 7. 由于我们是单个 resource 校验，所以只需要判断第一个元素即可
            List<CheckPermissionsRespDto> resultList = checkPermissionRespDto.getData().getCheckResultList();
            if (resultList.isEmpty() || resultList.get(0).getEnabled() == false) {
                return result(response, stopWatch, requestID, HttpStatus.HTTP_FORBIDDEN, "HTTP_FORBIDDEN");
            }

            return result(response, stopWatch, requestID, HttpStatus.HTTP_OK, "ok");

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            log.error("请求错误！", e);
            return result(response, stopWatch, requestID, HttpStatus.HTTP_INTERNAL_ERROR, e.getMessage());
        }
    }


    public String result(HttpServletResponse response, StopWatch stopWatch, String requestID, int status, String msg) {
        stopWatch.stop();
        log.info("{} ==> 请求耗时：{} , 请求出参 : http_status_code={},msg={} ", requestID, stopWatch.getTotalTimeMillis() + "ms", status, msg);
        response.setStatus(status);
        return msg;
    }


    public String onlineValidatorAccessToken(String accessToken, String aud) {
        HashMap<String, Object> paramMap = new HashMap<>();
        paramMap.put("token", accessToken);
        paramMap.put("token_type_hint", "access_token");
        paramMap.put("client_id", aud);
        return HttpUtil.post("https://api.authing.cn/" + aud + "/oidc/token/introspection", paramMap);

    }

    public JWTClaimsSet offlineValidatorAccessToken(String accessToken, String aud) {
        try {
            ConfigurableJWTProcessor<SecurityContext> jwtProcessor =
                    new DefaultJWTProcessor<>();
            JWKSource<SecurityContext> keySource =
                    null;

            keySource = new RemoteJWKSet<>(new URL("https://api.authing.cn/" + aud + "/oidc/.well-known/jwks.json"));

            JWSAlgorithm expectedJWSAlg = JWSAlgorithm.RS256;

            JWSKeySelector<SecurityContext> keySelector =
                    new JWSVerificationKeySelector<>(expectedJWSAlg, keySource);

            jwtProcessor.setJWSKeySelector(keySelector);

            return jwtProcessor.process(accessToken, null);
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ParseException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadJOSEException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (JOSEException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            return null;
        }
    }
}

APISIXRquestParams.java

package cn.authing.apisix.adapter.entity;

import lombok.Data;
import lombok.ToString;

import java.util.Map;

/**
 * APISIX 请求实体类
 */
@Data
@ToString
public class APISIXRquestParams {
    /**
     * APISIX 请求上下文
     */
    APISIXRequest request;
    /**
     * 插件配置
     */
    Map<String, Object> pluginConfig;

}

APISIXRequest.java

package cn.authing.apisix.adapter.entity;

import lombok.Data;
import lombok.ToString;

import java.util.Map;

@Data
@ToString
public class APISIXRequest {
    private String uri;
    private String method;
    private String request_id;
    private String host;
    private String remote_addr;
    private Map<String, Object> args;
    private Map<String, Object> headers;
    private Map<String, Object> configs;
}

4.6 访问测试

• 4.6.1 未认证

• 4.6.2 无权限

• 4.6.3 认证通过并成功访问

404 是因为上游服务没有这个接口，但认证和 API 鉴权已经通过

05 总结

如果您需要对 API 进行细颗粒度的管理可以通过本方案来实现，我们可以在 Adapter 实现更加细粒度的 API 访问控制以及更加场景化的权限方案。