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使用基于角色的访问控制 (RBAC) 和 JWT 验证保护你的 Express.js API

本指南将帮助你通过 基于角色的访问控制 (RBAC) 和 Logto 签发的 JSON Web Token (JWT) 实现授权 (Authorization)，以保护你的 Express.js API。

开始之前​

你的客户端应用需要从 Logto 获取访问令牌 (Access tokens)。如果你还没有完成客户端集成，请查看我们的 快速开始，适用于 React、Vue、Angular 或其他客户端框架，或者参考我们的 机器对机器指南 以实现服务器到服务器的访问。

本指南聚焦于在你的 Express.js 应用中对这些令牌进行服务端验证。

A figure showing the focus of this guide

你将学到什么​

  • JWT 验证：学习如何验证访问令牌 (Access tokens) 并提取认证 (Authentication) 信息
  • 中间件实现：创建可复用的中间件以保护 API
  • 权限模型：理解并实现不同的授权 (Authorization) 模式：
    • 应用级端点的全局 API 资源
    • 用于租户特定功能控制的组织权限
    • 多租户数据访问的组织级 API 资源
  • RBAC 集成：在你的 API 端点中强制执行基于角色的权限 (Permissions) 和权限范围 (Scopes)

前置条件​

  • 已安装 Node.js 的最新稳定版本
  • 基本了解 Express.js 及 Web API 开发
  • 已配置 Logto 应用（如有需要请参见 快速开始）

权限 (Permission) 模型概览​

在实施保护之前，请选择适合你应用架构的权限 (Permission) 模型。这与 Logto 的三大授权 (Authorization) 场景保持一致：

全局 API 资源 RBAC
  • 使用场景： 保护整个应用共享的 API 资源（非组织 (Organization) 专属）
  • 令牌类型： 具有全局受众 (Audience) 的访问令牌 (Access token)
  • 示例： 公共 API、核心产品服务、管理端点
  • 最适合： 所有客户都使用 API 的 SaaS 产品、无租户隔离的微服务
  • 了解更多： 保护全局 API 资源

💡 在继续之前选择你的模型 —— 本指南后续内容将以你选择的方式为参考。

快速准备步骤​

配置 Logto 资源和权限​

  1. 创建 API 资源：前往 控制台 → API 资源 并注册你的 API（例如，https://api.yourapp.com）
  2. 定义权限：添加如 read:products、write:orders 等权限（Scopes）——参见 定义带权限的 API 资源
  3. 创建全局角色：前往 控制台 → 角色 并创建包含你的 API 权限的角色——参见 配置全局角色
  4. 分配角色：将角色分配给需要访问 API 的用户或 M2M 应用程序
初次接触基于角色的访问控制 (RBAC)？:

从我们的 基于角色的访问控制 (RBAC) 指南 开始，获取分步设置说明。

更新你的客户端应用​

在客户端请求合适的权限（Scopes）：

通常需要在客户端配置中更新以下一项或多项：

  • OAuth 流程中的 scope 参数
  • 用于 API 资源访问的 resource 参数
  • 用于组织上下文的 organization_id
编码前须知:

请确保你测试的用户或 M2M 应用已被分配包含所需 API 权限的合适角色或组织角色。

初始化你的 API 项目​

要初始化一个带有 Express 的全新 Node.js 项目，你可以按照以下步骤操作：

npm init -y
npm install express

如果你使用 TypeScript，请记得相应地配置你的 TypeScript 环境。

然后，创建一个基础的 Express 服务器设置：

app.ts
import express from 'express';

const app = express();

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server running on http://localhost:3000');
});
备注:

有关如何设置路由、中间件及其他功能的更多信息，请参考 Express 官方文档。

初始化常量和工具方法​

在你的代码中定义必要的常量和工具函数，用于处理令牌的提取和校验。一个有效的请求必须包含 Authorization 请求头，格式为 Bearer <访问令牌 (Access token)>。

auth-middleware.ts
import { IncomingHttpHeaders } from 'http';

const JWKS_URI = 'https://your-tenant.logto.app/oidc/jwks';
const ISSUER = 'https://your-tenant.logto.app/oidc';

export class AuthInfo {
  constructor(
    public sub: string,
    public clientId?: string,
    public organizationId?: string,
    public scopes: string[] = [],
    public audience: string[] = []
  ) {}
}

export class AuthorizationError extends Error {
  name = 'AuthorizationError';
  constructor(
    message: string,
    public status = 403
  ) {
    super(message);
  }
}

export function extractBearerTokenFromHeaders({ authorization }: IncomingHttpHeaders): string {
  const bearerPrefix = 'Bearer ';

  if (!authorization) {
    throw new AuthorizationError('Authorization header is missing', 401);
  }

  if (!authorization.startsWith(bearerPrefix)) {
    throw new AuthorizationError(`Authorization header must start with "${bearerPrefix}"`, 401);
  }

  return authorization.slice(bearerPrefix.length);
}

获取你的 Logto 租户信息​

你需要以下数值来验证 Logto 签发的令牌：

  • JSON Web Key Set (JWKS) URI：Logto 公钥的 URL，用于验证 JWT 签名。
  • 发行者 (Issuer)：期望的发行者 (Issuer) 值（Logto 的 OIDC URL）。

首先，找到你的 Logto 租户的端点。你可以在多个地方找到它：

  • 在 Logto 控制台的 设置 → 域名 下。
  • 在你在 Logto 配置的任何应用程序设置中，设置 → 端点与凭证。

从 OpenID Connect 发现端点获取​

这些数值可以从 Logto 的 OpenID Connect 发现端点获取：

https://<your-logto-endpoint>/oidc/.well-known/openid-configuration

以下是一个示例响应（为简洁省略了其他字段）：

{
  "jwks_uri": "https://your-tenant.logto.app/oidc/jwks",
  "issuer": "https://your-tenant.logto.app/oidc"
}

由于 Logto 不允许自定义 JWKS URI 或发行者 (Issuer)，你可以在代码中硬编码这些数值。但对于生产环境的应用程序，这并不推荐，因为如果将来某些配置发生变化，可能会增加维护成本。

  • JWKS URI: https://<your-logto-endpoint>/oidc/jwks
  • 发行者 (Issuer): https://<your-logto-endpoint>/oidc

校验令牌和权限​

在提取令牌并获取 OIDC 配置后，请验证以下内容：

  • 签名： JWT 必须有效且由 Logto（通过 JWKS）签名。
  • 发行者 (Issuer)： 必须与你的 Logto 租户的发行者 (Issuer) 匹配。
  • 受众 (Audience)： 必须与你在 Logto 中注册的 API 的资源指示器 (resource indicator) 匹配，或在适用时匹配组织 (organization) 上下文。
  • 过期时间： 令牌必须未过期。
  • 权限 (Scopes)： 令牌必须包含你的 API / 操作所需的权限 (scopes)。权限 (scopes) 是 scope 声明中的以空格分隔的字符串。
  • 组织 (Organization) 上下文： 如果保护的是组织级 API 资源，请验证 organization_id 声明。

参见 JSON Web Token 以了解更多关于 JWT 结构和声明 (Claims) 的信息。

针对每种权限 (Permission) 模型需要检查什么​

不同的权限 (Permission) 模型，其声明 (Claims) 和验证规则也不同：

  • 受众 (Audience) 声明 (aud)： API 资源指示器 (resource indicator)
  • 组织 (Organization) 声明 (organization_id)： 不存在
  • 需要检查的权限 (Scopes) (scope)： API 资源权限 (permissions)

对于非 API 的组织 (Organization) 权限 (Permissions)，组织上下文由 aud 声明表示 （例如，urn:logto:organization:abc123）。organization_id 声明仅在组织级 API 资源令牌中存在。
提示:

对于安全的多租户 API，请始终同时验证权限 (scopes) 和上下文（受众 (audience)、组织 (organization)）。

添加校验逻辑​

我们在本示例中使用 jose 来验证 JWT。如果你还没有安装，请先安装：

npm install jose

或者使用你喜欢的包管理器（例如 pnpm 或 yarn）。

首先，添加这些用于处理 JWT 验证的通用工具方法：

jwt-validator.ts
import { createRemoteJWKSet, jwtVerify, JWTPayload } from 'jose';
import { AuthInfo, AuthorizationError } from './auth-middleware.js';

const jwks = createRemoteJWKSet(new URL(JWKS_URI));

export async function validateJwt(token: string): Promise<JWTPayload> {
  const { payload } = await jwtVerify(token, jwks, {
    issuer: ISSUER,
  });

  verifyPayload(payload);
  return payload;
}

export function createAuthInfo(payload: JWTPayload): AuthInfo {
  const scopes = (payload.scope as string)?.split(' ') ?? [];
  const audience = Array.isArray(payload.aud) ? payload.aud : payload.aud ? [payload.aud] : [];

  return new AuthInfo(
    payload.sub!,
    payload.client_id as string,
    payload.organization_id as string,
    scopes,
    audience
  );
}

function verifyPayload(payload: JWTPayload): void {
  // 在这里根据权限模型实现你的验证逻辑
  // 具体内容将在下方权限模型部分展示
}

然后，实现中间件以验证访问令牌 (Access token)：

auth-middleware.ts
import { Request, Response, NextFunction } from 'express';
import { validateJwt, createAuthInfo } from './jwt-validator.js';

// 扩展 Express Request 接口以包含 auth
declare global {
  namespace Express {
    interface Request {
      auth?: AuthInfo;
    }
  }
}

export async function verifyAccessToken(req: Request, res: Response, next: NextFunction) {
  try {
    const token = extractBearerTokenFromHeaders(req.headers);
    const payload = await validateJwt(token);

    // 将认证信息存储在 request 中以便通用使用
    req.auth = createAuthInfo(payload);

    next();
  } catch (err: any) {
    return res.status(err.status ?? 401).json({ error: err.message });
  }
}

根据你的权限模型，在 jwt-validator.ts 中实现相应的验证逻辑：

jwt-validator.ts
function verifyPayload(payload: JWTPayload): void {
  // 检查受众 (Audience) 声明是否匹配你的 API 资源指示器 (Resource indicator)
  const audiences = Array.isArray(payload.aud) ? payload.aud : payload.aud ? [payload.aud] : [];
  if (!audiences.includes('https://your-api-resource-indicator')) {
    throw new AuthorizationError('Invalid audience');
  }

  // 检查全局 API 资源 (API resources) 所需的权限 (Scopes)
  const requiredScopes = ['api:read', 'api:write']; // 替换为你实际需要的权限 (Scopes)
  const scopes = (payload.scope as string)?.split(' ') ?? [];
  if (!requiredScopes.every((scope) => scopes.includes(scope))) {
    throw new AuthorizationError('Insufficient scope');
  }
}

将中间件应用到你的 API​

现在，将中间件应用到你的受保护 API 路由。

app.ts
import { verifyAccessToken } from './auth-middleware.js';

app.get('/api/protected', verifyAccessToken, (req, res) => {
  // 直接从 req.auth 访问认证 (Authentication) 信息
  res.json({ auth: req.auth });
});

测试你的受保护 API​

获取访问令牌 (Access tokens)​

从你的客户端应用程序获取： 如果你已经完成了客户端集成，你的应用可以自动获取令牌。提取访问令牌 (Access token)，并在 API 请求中使用它。

使用 curl / Postman 进行测试：

  1. 用户令牌： 使用你的客户端应用的开发者工具，从 localStorage 或网络面板复制访问令牌 (Access token)

  2. 机器对机器令牌： 使用客户端凭证流。以下是一个使用 curl 的非规范示例：

    curl -X POST https://your-tenant.logto.app/oidc/token \
      -H "Content-Type: application/x-www-form-urlencoded" \
      -d "grant_type=client_credentials" \
      -d "client_id=your-m2m-client-id" \
      -d "client_secret=your-m2m-client-secret" \
      -d "resource=https://your-api-resource-indicator" \
      -d "scope=api:read api:write"

    你可能需要根据你的 API 资源和权限调整 resource 和 scope 参数；如果你的 API 是组织范围的，还可能需要 organization_id 参数。

提示:

需要查看令牌内容？使用我们的 JWT 解码器 来解码和验证你的 JWT。

测试受保护的端点​

有效令牌请求
curl -H "Authorization: Bearer eyJhbGciOiJSUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9..." \
  http://localhost:3000/api/protected

预期响应：

{
  "auth": {
    "sub": "user123",
    "clientId": "app456",
    "organizationId": "org789",
    "scopes": ["api:read", "api:write"],
    "audience": ["https://your-api-resource-indicator"]
  }
}
缺少令牌
curl http://localhost:3000/api/protected

预期响应 (401)：

{
  "error": "Authorization header is missing"
}
无效令牌
curl -H "Authorization: Bearer invalid-token" \
  http://localhost:3000/api/protected

预期响应 (401)：

{
  "error": "Invalid token"
}

权限模型相关测试​

针对受全局权限保护的 API 的测试场景：

  • 有效权限 (Scopes)： 使用包含所需 API 权限（如 api:read、api:write）的令牌进行测试
  • 缺少权限 (Scopes)： 当令牌缺少所需权限时，预期返回 403 Forbidden
  • 受众 (Audience) 错误： 当受众与 API 资源不匹配时，预期返回 403 Forbidden
# 缺少权限的令牌 - 预期 403
curl -H "Authorization: Bearer token-without-required-scopes" \
  http://localhost:3000/api/protected

延伸阅读​

RBAC 实践：为你的应用实现安全授权 (Authorization)

构建多租户 SaaS 应用：从设计到实现的完整指南