认证
2021.07

gRPC默认内置了两种认证方式:

SSL/TLS认证方式 基于Token的认证方式

同时,gRPC提供了接口用于扩展自定义认证方式

TLS认证示例

这里直接扩展hello项目,实现TLS认证机制 首先需要准备证书,在hello目录新建keys目录用于存放证书文件。

证书制作

制作私钥 (.key)

# Key considerations for algorithm "RSA" ≥ 2048-bit
$ openssl genrsa -out server.key 2048

# Key considerations for algorithm "ECDSA" ≥ secp384r1
# List ECDSA the supported curves (openssl ecparam -list_curves)
$ openssl ecparam -genkey -name secp384r1 -out server.key

自签名公钥(x509) (PEM-encodings .pem|.crt)

$ openssl req -new -x509 -sha256 -key server.key -out server.pem -days 3650

自定义信息

-----
Country Name (2 letter code) [AU]:CN  //这个是中国的缩写
State or Province Name (full name) [Some-State]:XxXx  //省份
Locality Name (eg, city) []:XxXx  //城市
Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:XX Co. Ltd  //公司名称
Organizational Unit Name (eg, section) []:Dev   //部门名称
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:server name   //服务名称 例如www.topgoer.com
Email Address []:xxx@xxx.com  //邮箱地址

目录结构

|—— hello-tls/
    |—— client/
        |—— main.go   // 客户端
    |—— server/
        |—— main.go   // 服务端
|—— keys/                 // 证书目录
    |—— server.key
    |—— server.pem
|—— proto/
    |—— hello/
        |—— hello.proto   // proto描述文件
        |—— hello.pb.go   // proto编译后文件

示例代码

proto/helloworld.protoproto/hello.pb.go文件不需要改动 修改服务端代码:server/main.go

package main

import (
    "fmt"
    "net"

    pb "github.com/jergoo/go-grpc-example/proto/hello"

    "golang.org/x/net/context"
    "google.golang.org/grpc"
    "google.golang.org/grpc/credentials" // 引入grpc认证包
    "google.golang.org/grpc/grpclog"
)

const (
    // Address gRPC服务地址
    Address = "127.0.0.1:50052"
)

// 定义helloService并实现约定的接口
type helloService struct{}

// HelloService Hello服务
var HelloService = helloService{}

// SayHello 实现Hello服务接口
func (h helloService) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloResponse, error) {
    resp := new(pb.HelloResponse)
    resp.Message = fmt.Sprintf("Hello %s.", in.Name)

    return resp, nil
}

func main() {
    listen, err := net.Listen("tcp", Address)
    if err != nil {
        grpclog.Fatalf("Failed to listen: %v", err)
    }

    // TLS认证
    creds, err := credentials.NewServerTLSFromFile("../../keys/server.pem", "../../keys/server.key")
    if err != nil {
        grpclog.Fatalf("Failed to generate credentials %v", err)
    }

    // 实例化grpc Server, 并开启TLS认证
    s := grpc.NewServer(grpc.Creds(creds))

    // 注册HelloService
    pb.RegisterHelloServer(s, HelloService)

    grpclog.Println("Listen on " + Address + " with TLS")

    s.Serve(listen)
}

运行:

$ go run main.go

Listen on 127.0.0.1:50052 with TLS

服务端在实例化grpc Server时,可配置多种选项,TLS认证是其中之一 客户端添加TLS认证:client/main.go

package main

import (
    pb "github.com/jergoo/go-grpc-example/proto/hello" // 引入proto包

    "golang.org/x/net/context"
    "google.golang.org/grpc"
    "google.golang.org/grpc/credentials" // 引入grpc认证包
    "google.golang.org/grpc/grpclog"
)

const (
    // Address gRPC服务地址
    Address = "127.0.0.1:50052"
)

func main() {
    // TLS连接  记得把server name改成你写的服务器地址
    creds, err := credentials.NewClientTLSFromFile("../../keys/server.pem", "server name")
    if err != nil {
        grpclog.Fatalf("Failed to create TLS credentials %v", err)
    }

    conn, err := grpc.Dial(Address, grpc.WithTransportCredentials(creds))
    if err != nil {
        grpclog.Fatalln(err)
    }
    defer conn.Close()

    // 初始化客户端
    c := pb.NewHelloClient(conn)

    // 调用方法
    req := &pb.HelloRequest{Name: "gRPC"}
    res, err := c.SayHello(context.Background(), req)
    if err != nil {
        grpclog.Fatalln(err)
    }

    grpclog.Println(res.Message)
}

运行:

$ go run main.go

Hello gRPC

客户端添加TLS认证的方式和服务端类似,在创建连接Dial时,同样可以配置多种选项,后面的示例中会看到更多的选项。

Token认证示例

再进一步,继续扩展hello-tls项目,实现TLS + Token认证机制

目录结构

|—— hello_token/
    |—— client/
        |—— main.go   // 客户端
    |—— server/
        |—— main.go   // 服务端
|—— keys/             // 证书目录
    |—— server.key
    |—— server.pem
|—— proto/
    |—— hello/
        |—— hello.proto   // proto描述文件
        |—— hello.pb.go   // proto编译后文件

示例代码

先修改客户端实现:client/main.go

package main

import (
    pb "github.com/jergoo/go-grpc-example/proto/hello" // 引入proto包

    "golang.org/x/net/context"
    "google.golang.org/grpc"
    "google.golang.org/grpc/credentials" // 引入grpc认证包
    "google.golang.org/grpc/grpclog"
)

const (
    // Address gRPC服务地址
    Address = "127.0.0.1:50052"

    // OpenTLS 是否开启TLS认证
    OpenTLS = true
)

// customCredential 自定义认证
type customCredential struct{}

// GetRequestMetadata 实现自定义认证接口
func (c customCredential) GetRequestMetadata(ctx context.Context, uri ...string) (map[string]string, error) {
    return map[string]string{
        "appid":  "101010",
        "appkey": "i am key",
    }, nil
}

// RequireTransportSecurity 自定义认证是否开启TLS
func (c customCredential) RequireTransportSecurity() bool {
    return OpenTLS
}

func main() {
    var err error
    var opts []grpc.DialOption

    if OpenTLS {
        // TLS连接
        creds, err := credentials.NewClientTLSFromFile("../../keys/server.pem", "server name")
        if err != nil {
            grpclog.Fatalf("Failed to create TLS credentials %v", err)
        }
        opts = append(opts, grpc.WithTransportCredentials(creds))
    } else {
        opts = append(opts, grpc.WithInsecure())
    }

    // 使用自定义认证
    opts = append(opts, grpc.WithPerRPCCredentials(new(customCredential)))

    conn, err := grpc.Dial(Address, opts...)

    if err != nil {
        grpclog.Fatalln(err)
    }

    defer conn.Close()

    // 初始化客户端
    c := pb.NewHelloClient(conn)

    // 调用方法
    req := &pb.HelloRequest{Name: "gRPC"}
    res, err := c.SayHello(context.Background(), req)
    if err != nil {
        grpclog.Fatalln(err)
    }

    grpclog.Println(res.Message)
}

这里我们定义了一个customCredential结构,并实现了两个方法GetRequestMetadataRequireTransportSecurity。这是gRPC提供的自定义认证方式,每次RPC调用都会传输认证信息。customCredential其实是实现了grpc/credential包内的PerRPCCredentials接口。每次调用,token信息会通过请求的metadata传输到服务端。下面具体看一下服务端如何获取metadata中的信息。 修改server/main.go中的SayHello方法:

package main

import (
    "fmt"
    "net"

    pb "github.com/jergoo/go-grpc-example/proto/hello"

    "golang.org/x/net/context"
    "google.golang.org/grpc"
    "google.golang.org/grpc/codes"
    "google.golang.org/grpc/credentials" // 引入grpc认证包
    "google.golang.org/grpc/grpclog"
    "google.golang.org/grpc/metadata" // 引入grpc meta包
)

const (
    // Address gRPC服务地址
    Address = "127.0.0.1:50052"
)

// 定义helloService并实现约定的接口
type helloService struct{}

// HelloService ...
var HelloService = helloService{}

// SayHello 实现Hello服务接口
func (h helloService) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloResponse, error) {
    // 解析metada中的信息并验证
    md, ok := metadata.FromContext(ctx)
    if !ok {
        return nil, grpc.Errorf(codes.Unauthenticated, "无Token认证信息")
    }

    var (
        appid  string
        appkey string
    )

    if val, ok := md["appid"]; ok {
        appid = val[0]
    }

    if val, ok := md["appkey"]; ok {
        appkey = val[0]
    }

    if appid != "101010" || appkey != "i am key" {
        return nil, grpc.Errorf(codes.Unauthenticated, "Token认证信息无效: appid=%s, appkey=%s", appid, appkey)
    }

    resp := new(pb.HelloResponse)
    resp.Message = fmt.Sprintf("Hello %s.\nToken info: appid=%s,appkey=%s", in.Name, appid, appkey)

    return resp, nil
}

func main() {
    listen, err := net.Listen("tcp", Address)
    if err != nil {
        grpclog.Fatalf("failed to listen: %v", err)
    }

    // TLS认证
    creds, err := credentials.NewServerTLSFromFile("../../keys/server.pem", "../../keys/server.key")
    if err != nil {
        grpclog.Fatalf("Failed to generate credentials %v", err)
    }

    // 实例化grpc Server, 并开启TLS认证
    s := grpc.NewServer(grpc.Creds(creds))

    // 注册HelloService
    pb.RegisterHelloServer(s, HelloService)

    grpclog.Println("Listen on " + Address + " with TLS + Token")

    s.Serve(listen)
}

服务端可以从context中获取每次请求的metadata,从中读取客户端发送的token信息并验证有效性。 运行:

$ go run main.go

Listen on 50052 with TLS + Token

运行客户端程序 client/main.go:

$ go run main.go

// 认证成功结果
Hello gRPC
Token info: appid=101010,appkey=i am key

// 修改key验证认证失败结果:
rpc error: code = 16 desc = Token认证信息无效: appID=101010, appKey=i am not key

google.golang.org/grpc/credentials/oauth包已实现了用于Google API的oauth和jwt验证的方法,使用方法可以参考官方文档。在实际应用中,我们可以根据自己的业务需求实现合适的验证方式。

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