使用Lua編寫Nginx服務器的認證模塊的方法

 　　這篇文章主要介紹了使用Lua編寫Nginx服務器的認證模塊的方法,即諸如當今流行的社交應用接入等功能,需要的朋友可以參考下

　　過去兩天裡，我解決了一個非常有趣的問題。我用一個nginx服務器作為代理，需要能夠向其中添加一個認證層，使其能夠使用外部的認證源(比如某個web應用)來進行驗證，如果用戶在外部認證源有賬號，就可以在代理裡認證通過。

　　需求一覽

　　我考慮了幾種解決方案，羅列如下：

　　用一個簡單的Python/Flask模塊來做代理和驗證。

　　一個使用subrequests做驗證的nginx模塊(nginx目前可以做到這一點)

　　使用Lua編寫一個nginxren認證模塊

　　很顯然，給整個系統添加額外請求將執行的不是很好，因為這將會增加延遲(特別是給每一個頁面文件都增加一個請求是很讓人煩惱的).這就意味著我們把subrequest模塊排除在外了。Python/Flash解決方案好像對nginx支持的也並不好，所以咱也把它排除了。就剩Lua了，當然nginx對原生化支持得不錯的。

　　因為我不想再擴展的服務器上對每一個請求都做認證，所以我決定生成一些令牌，這樣人們就可以將它保存起來，並把它呈現給服務器，然後服務器就讓請求通過。然而，因為Lua模塊沒有一種保持狀態的方式(我已經發現)，所以我們不能將令牌隨處存儲。當你沒有更多的內存時，怎樣來驗證用戶所說的話呢?

　　解決問題

　　加密簽名的方式可是咱的救星!我們可以拿用戶的用戶名和過期時間數據來給用戶添加簽名的cookies，這樣就能很容易的驗證每個用戶是誰了，同時我們就不用令牌了。

　　在nginx中，我們要做的就是直接在指定位置配置access_by_lua_file /our/file.lua，這樣這個指定位置就可以保護我們的腳本了。現在，讓我們一起來寫代碼：

　　代碼如下:

　　-- Some variable declarations.

　　local cookie = ngx.var.cookie_MyToken

　　local hmac = ""

　　local timestamp = ""

　　local timestamp_time = 0

　　-- Check that the cookie exists.

　　if cookie == nil or cookie:find(":") == nil then

　　-- Internally rewrite the URL so that we serve

　　-- /auth/ if there's no cookie.

　　ngx.exec("/auth/")

　　else

　　-- If there's a cookie, split off the HMAC signature

　　-- and timestamp.

　　local divider = cookie:find(":")

　　hmac = cookie:sub(divider+1)

　　timestamp = cookie:sub(0, divider-1)

　　end

　　-- Verify that the signature is valid.

　　if hmac_sha1("some very secret string", timestamp) ~= hmac or tonumber(timestamp) < os.time() then

　　-- If invalid, send to /auth/ again.

　　ngx.exec("/auth/")

　　end

　　上面的代碼可以直接運行。我們用一些明文來簽名(這種情況下用的是一個時間戳，當然你可以用任何你想用的),之後我們用密文生成HMAC(哈希信息認證碼)，然後一個簽名就生成了，這樣用戶就不能篡改為無效信息了。

　　當用戶試圖載入一個資源的時候，我們會檢查cookie裡面的簽名是否有效，如果是，就通過他的請求。反之，我們會把他們重定向到一個發行口令的服務器，這個服務器會驗證並且在沒有的情況下給予他們一個簽名的口令。

　　明銳的你可能會發現，上面的代碼存在時間上的漏洞。如果你沒有發現，別難過。嗯，也許會有點難過。

　　這裡是一段Lua的代碼，用來比較兩個字符串在恆定時間上的等值關系(因而能夠阻止任何時間上的攻擊，除非我忽視了什麼，這極為可能)：

　　復制代碼 代碼如下:

　　function compare_strings(str1, str2)

　　-- Constant-time string comparison function.

　　local same = true

　　for i = 1, #str1 do

　　-- If the two strings' lengths are different, sub()

　　-- will just return nil for the remaining length.

　　c1 = str1:sub(i,i)

　　c2 = str2:sub(i,i)

　　if c1 ~= c2 then

　　same = false

　　end

　　end

　　return same

　　end

　　我已經在函數上應用了時間來區分，如我所知，這是一個在恆定時間下的等值字符串。不同長度的字符串會稍稍改變時間，也許是因為子過程sub應用了一個不同的分支而導致的。而且，c1~=c2分支顯然不是恆定時間的，但是在實際中，它相當接近恆定，所以於我們的例子不會有影響。我更傾向於使用XOR操作，從而確定兩個字符串的XOR結果是否為0, 不過Lua似乎不包括二進制位的XOR操作。如果我在這個判斷上有誤，對於任何糾正我都很感激。

　　口令發行服務器

　　現在，我們已經寫了一些很棒的口令檢查代碼，所有需要做的，只是寫一個服務器來真正的發行這些口令。我本可以用Python以及Flask來寫這個服務器，不過我還是想用Go做一個嘗試，因為我是一個計算機語言潮人而且Go看上去“酷”。使用Python大概會快一些，不過我樂意用Go。

　　這個服務器會彈出一個HTTP基礎驗證的表單，檢查你輸入的帳戶，如果正確，它會給你一個簽名的口令，適合於一個小時的代理服務器訪問。這樣，你只需要驗證外部服務一次，而隨後的身份驗證的檢查將在nginx層面，而且會相當的快。

　　請求處理器

　　寫一個處理器，來彈出一個基本的驗證窗體不是很難，但是Go沒有完美的文檔，所以我必須自己一點點尋獵。其實非常簡單，最終，這裡就是HTTP基本驗證的Go代碼：

　　代碼如下:

　　func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

　　if username := checkAuth(r); username == "" {

　　w.Header().Set("WWW-Authenticate", `Basic realm="The kingdom of Stavros"`)

　　w.WriteHeader(401)

　　w.Write([]byte("401 Unauthorizedn"))

　　} else {

　　fmt.Printf("Authenticated user %v.n", username)

　　token := getToken()

　　setTokenCookie(w, token)

　　fmt.Fprintf(w, " ")

　　}

　　}

　　設置口令和cookie

　　一旦我們驗證了一個用戶之後，我們需要給他們的口令設置一個cookie。我門只需要做我們用Lua做過的同樣的事情，如上，只是更加簡單，因為Go在標准庫裡面就包括一個真加密包。這個代碼一樣很直接明了，即使沒有完全文檔化：

　　 代碼如下:

　　func getToken() string {

　　expiration := int(time.Now().Unix()) + 3600

　　mac := hmac.New(sha1.New, []byte("some very secret string"))

　　mac.Write([]byte(fmt.Sprintf("%v", expiration)))

　　expectedMAC := fmt.Sprintf("%x", mac.Sum(nil))

　　return fmt.Sprintf("%v:%s", expiration, expectedMAC)

　　}

　　func setTokenCookie(w http.ResponseWriter, token string) {

　　rawCookie := fmt.Sprintf("MyToken=%s", token)

　　expire := time.Now().Add(time.Hour)

　　cookie := http.Cookie{"MyToken",

　　token,

　　"/",

　　".example.com",

　　expire,

　　expire.Format(time.UnixDate),

　　3600,

　　false,

　　true,

　　rawCookie,

　　[]string{rawCookie}}

　　http.SetCookie(w, &cookie)

　　}

　　嘗試把他們放在一起

　　來完成我們這一大段美妙的組合，我們只需要一個函數，用來檢查由用戶提供的驗證信息，而且我們做到了!這裡是我從一些庫裡面汲取出來的代碼，當前它只是檢查一個特定的用戶名/密碼的組合，所以和第三方的服務的集成就做為留給讀者的作業吧：

　　 代碼如下:

　　func checkAuth(r *http.Request) string {

　　s := strings.SplitN(r.Header.Get("Authorization"), " ", 2)

　　if len(s) != 2 || s[0] != "Basic" {

　　return ""

　　}

　　b, err := base64.StdEncoding.DecodeString(s[1])

　　if err != nil {

　　return ""

　　}

　　pair := strings.SplitN(string(b), ":", 2)

　　if len(pair) != 2 {

　　return ""

　　}

　　if pair[0] != "username" || pair[1] != "password" {

　　return ""

　　}

　　return pair[0]

　　}

　　結論

　　我到目前對於nginx的Lua模塊還是有著相當的喜歡。它允許你在web服務器的請求/響應周期裡面做一些簡單的操作，而且對於某些操作，比如為代理服務器做驗證的檢查，是很有意義的。這些事情對於一個不可編程的web服務器，一直很難，因此我們極可能需要寫自己的HTTP代理服務。

　　上面的代碼相當的簡短，而且優雅，所以我對於上面的所有都感到高興。我不能確定，這對於響應