通過配置觸發器的JWT認證鑒權提升HTTP服務安全性 - Function Compute

在Function Compute中，為HTTP觸發器配置JWT認證鑒權，可以確保僅持有有效JWT的用戶端才能訪問函數，從而提升HTTP服務的安全性，有效防止未經授權的訪問和阻擋惡意攻擊。

背景資訊

簡介

Function Compute支援為HTTP觸發器開啟JWT認證鑒權。JWT（JSON Web Token，RFC7519）是一種基於令牌的便捷請求認證鑒權方案。使用者狀態資訊儲存在Token中，由用戶端提供，函數（服務端）無需儲存，是一種Serverless友好的鑒權方式。Function Compute可以通過使用者綁定在HTTP觸發器上的Public JWKS實現對HTTP調用請求的JWT認證。並根據HTTP觸發器上的配置，將claims作為參數轉寄給函數，函數無需對請求進行鑒權，只需關注商務邏輯即可。如果需要瞭解JWT的Token認證流程及基礎知識，請參見基於JWT的token認證和JWT簡介。

JWT認證流程

上圖是Function ComputeHTTP觸發器利用JWT實現認證的整個商務程序時序圖（使用非對稱式加密演算法），步驟詳細解析如下。

用戶端向自訂授權服務發起認證請求，請求中一般會攜帶終端使用者的使用者名稱和密碼。
自訂授權服務讀取請求中的驗證資訊（例如使用者名稱、密碼等）進行驗證，驗證通過之後使用私密金鑰產生標準的Token。
自訂授權服務將攜帶Token的應答返回給用戶端，用戶端需要將這個Token緩衝到本地。
用戶端向HTTP觸發器發送業務請求，請求中攜帶Token。
HTTP觸發器使用使用者佈建的公開金鑰對請求中的Token進行驗證。
驗證通過之後，將請求透傳給受保護的函數。
受保護的函數處理業務請求，並進行應答。
HTTP觸發器將業務應答返回給用戶端。

前提條件

已建立函數並完成HTTP觸發器的建立。具體操作，請參見建立函數和步驟一：建立觸發器。

使用限制

可以使用任何方式來產生和分發JWT，Function Compute負責通過觸發器配置的Public JWKS來認證JWT。
支援不含kid的JWK。
支援從header、Query參數（GET）、表單參數（POST）和cookie中讀取Token。
支援將claims作為header、Query參數（GET）、表單參數（POST）和cookie轉寄給函數。
Function Compute支援為一個HTTP觸發器配置一組JWT（JWKS），在JWKS中尋找與Token中的kid相同的JWK公開金鑰，並使用這個公開金鑰對Token進行簽名校正。一個觸發器的JWKS最多隻允許一個JWK的kid不存在或者為空白字串。
目前Function Compute的JWT支援如下演算法。
簽名演算法
alg取值
RSASSA-PKCS1-V1_5
RS256，RS384，RS512
RSASSA-PSS
PS256，PS384，PS512
Elliptic Curve (ECDSA)
ES256，ES384，ES512
HMAC
HS256，HS384，HS512
EdDSA
EdDSA
重要
- HMAC簽名演算法為對稱式加密，安全性相對較低，建議使用安全性更高的非對稱式加密演算法。
- 使用非對稱式加密演算法時，出於安全考慮，您的JWT中只需要包含公開金鑰資訊即可，不建議包含私密金鑰資訊。
- 建議使用HTTPS來對請求中的Token等敏感資訊進行保護，可以有效避免Token泄漏。

操作步驟

步驟一：配置JWT認證

登入Function Compute控制台，在左側導覽列，單擊函數。
在頂部功能表列，選擇地區，然後在函數頁面，單擊目標函數。
在函數詳情頁面下方，選擇配置頁簽，在左側導覽列，單擊觸發器，然後單擊HTTP觸發器操作列的編輯。
在編輯觸發程序面板，設定以下配置項，然後單擊確定。
1. 認證方式選擇為JWT 認證。
2. 配置JWKS。
  為HTTP觸發器配置JWT鑒權，首先需要提供一個有效JWKS（JSON Web Key Set）。您可以自行產生JWKS，或者搜尋JSON Web Key Generator尋找線上可用的產生工具，例如mkjwk.org。如果您已經有pem格式的密鑰，可以藉助工具（例如jwx），將其轉換為JWKS格式。
  本文以使用mkjwk.org工具產生JWKS為例進行示範。如下圖所示，在產生介面，Key Use選擇Signature、Algorithm選擇RS256、Show X.509選擇Yes，然後單擊Generate產生Private Key。在您的代碼中需要使用Private Key簽發JWT Token，複製Public Key中的內容填入控制台中的JWKS輸入框。
  本文配置的JWKS樣本如下。
```
{
    "keys": [
        {
            "alg": "RS256",
            "e": "AQAB",
            "kty": "RSA",
            "n": "u1LWgoomekdOMfB1lEe96OHehd4XRNCbZRm96RqwOYTTc28Sc_U5wKV2umDzolfoI682ct2BNnRRahYgZPhbOCzHYM6i8sRXjz9Ghx3QHw9zrYACtArwQxrTFiejbfzDPGdPrMQg7T8wjtLtkSyDmCzeXpbIdwmxuLyt_ahLfHelr94kEksMDa42V4Fi5bMW4cCLjlEKzBEHGmFdT8UbLPCvpgsM84JK63e5ifdeI9NdadbC8ZMiR--dFCujT7AgRRyMzxgdn2l-nZJ2ZaYzbLUtAW5_U2kfRVkDNa8d1g__2V5zjU6nfLJ1S2MoXMgRgDPeHpEehZVu2kNaSFvDUQ",
            "use": "sig"
        }
    ]
}
```
3. 在JWT Token 配置配置項中，選擇Token所在位置和Token的名稱。
  Token位置支援Header、Cookie、Query參數（GET）和表單參數（POST）。如果Token位置選擇為Header，則還需為其指定參數名稱和去除首碼。Function Compute在擷取Token時，會刪除去除首碼中設定的首碼內容。
  重要
  設定去除首碼時，請注意首碼後面是否存在空格。推薦在首碼欄位後加一個空格，例如Bearer。
4. 在JWT Claim 轉換配置項中，選擇透傳給函數的參數所在位置、參數原始名稱和參數透傳給函數之後的名稱。
  映射參數位置支援Header、Cookie、Query參數（GET）和表單參數（POST）。
5. 佈建要求匹配模式。
  - 匹配全部：所有HTTP請求都需要進行JWT校正。
  - 白名單模式：請求路徑白名單中設定的Path的HTTP請求不需要JWT校正，其他請求需要JWT校正。
  - 黑名單模式：請求路徑黑名單中設定的Path的HTTP請求需要JWT校正，其他請求不需要JWT校正。
  白名單模式和黑名單模式支援以下兩種匹配模式。
  - 精確匹配
    請求的路徑和設定的路徑完全一致才可以匹配。例如，設定請求路徑黑名單為/a，則來自路徑/a的請求需要JWT校正，來自路徑/a/的請求無需校正。
  - 模糊比對
    支援使用萬用字元（*）設定路徑，且萬用字元（*）只能放到路徑的最後。例如，設定請求路徑黑名單為/login/*，則來自路徑首碼為/login/（例如/login/a、/login/b/c/d）的請求均需要JWT校正。

步驟二：操作驗證

在調測工具（本文以Postman工具為例）中，根據HTTP觸發器的JWT配置，填寫訪問地址、Token等，驗證是否可以正常訪問HTTP服務。

使用步驟一：配置JWT認證中產生的X.509 PEM格式的Private Key作為私密金鑰來頒發JWT Token。以下步驟以Python為例示範通過本地指令碼產生Token的過程。

安裝 PyJWT模組。
```
pip install PyJWT
```

在本地運行如下Python樣本指令碼產生JWT Token。

import jwt
import time

private_key = """
-----BEGIN PRIVATE KEY-----
<使用步驟一產生的 X.509 PEM格式的private key>
-----END PRIVATE KEY-----
"""

headers = {
    "alg": "RS256",
    "typ": "JWT"
}

payload = {
    "sub": "1234567890",
    "name": "John Snow",
    "iat": int(time.time()),   # token頒發時間
    "exp": int(time.time()) + 60 * 60,   # 設定token有效時間為1小時
}


encoded = jwt.encode(payload=payload, key=private_key.encode(), headers=headers)
print("Generated token: %s" % encoded)

使用Postman工具驗證HTTP服務是否可正常訪問。

在目標函數的配置 > 觸發器頁面擷取HTTP觸發器的公網訪問地址，將地址填入Postman的URL位置。

在Postman的Headers配置Token參數資訊，然後單擊Send發送請求。本文填寫的Token樣本如下。

名稱	值	說明
Key	`Authentication`	在JWT Token 配置中設定的參數名稱。
Value	`Bearer eyJhbGciOiJSUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJuYW1lIjoiSm9uIFNub3ciLCJhZG1pbiI6dHJ1ZSwiZXhwIjo0ODI5NTk3NjQxfQ.eRcobbpjAd3OSMxcWbmbicOTLjO2vuLR9F2QZMK4rz1JqfSRHgwQVqNxcfOIO9ckDMNlF_3jtdfCfvXfka-phJZpHmnaQJxmnOA8zA3R4wF4GUQdz5zkt74cK9jLAXpokwrviz2ROehwxTCwa0naRd_N9eFhvTRnP3u7L0xn3ll4iOf8Q4jS0mVLpjyTa5WiBkN5xi9hkFxd__p98Pah_Yf0hVQ2ldGSyTtAMmdM1Bvzad-kdZ_wW0jcctIla9bLnOo-Enr14EsGvziMh_QTZ3HQtJuToSKZ11xkNgaz7an5de6PuF5ISXQzxigpFVIkG765aEDVtEnFkMO0xyPGLg`	在JWT Token 配置中設定的去除首碼資訊拼接JWT Token。樣本值假設去除首碼已設定為`Bearer` 。

重要

請注意，請求header中JWT參數的首碼和空格需要與JWT Token 配置中設定的去除首碼內容一致，否則會導致觸發器解析Token時出錯並返回invalid or expired jwt錯誤。

常見問題

為什麼自訂網域名開啟JWT鑒權之後，訪問網域名稱提示：invalid or expired jwt？

該提示說明JWT鑒權失敗，可能原因如下。

您的Token簽名、格式等非法，導致校正出錯。
您的Token已到期，導致校正出錯。
您的Token中的kid與您在自訂網域名中配置的JWKS不匹配，或者匹配到的JWK不準確，無法正確檢驗Token。

為什麼自訂網域名開啟JWT鑒權之後，訪問網域名稱提示：the jwt token is missing？

該提示說明Function Compute無法根據自訂網域名中的JWT Token配置找到Token，請檢查請求中是否攜帶了Token、Token的位置或Token的名稱是否正確。如果您在配置JWT Token 配置時選擇讀取位置為header，則需要在設定Token時加上去除首碼及空格，否則會報錯。

開啟JWT認證後，是否會產生額外的費用？

不會。Function Compute預設提供的網關相關的功能計費都是在函數調用次數中進行收費，所以不管您是否開啟JWT認證，都不會產生額外的費用。

簽名演算法	alg取值
RSASSA-PKCS1-V1_5	RS256，RS384，RS512
RSASSA-PSS	PS256，PS384，PS512
Elliptic Curve (ECDSA)	ES256，ES384，ES512
HMAC	HS256，HS384，HS512
EdDSA	EdDSA