WebSocket 鉴权实践：从入门到精通

WebSocket 作为实时通信的利器，越来越受到开发者的青睐。然而，为了确保通信的安全性和合法性，鉴权成为不可或缺的一环。本文将深入探讨 WebSocket 的鉴权机制，为你呈现一揽子的解决方案，确保你的 WebSocket 通信得心应手。

使用场景

WebSocket 鉴权在许多场景中都显得尤为重要。例如，实时聊天应用、在线协作工具、实时数据更新等情境都需要对 WebSocket 进行鉴权，以确保只有合法的用户或服务可以进行通信。通过本文的指导，你将更好地了解在何种场景下使用 WebSocket 鉴权是有意义的。

WebSocket 调试工具

要调试 WebSocket，那就需要一个好的调试工具，这里我比较推荐 Apifox。它支持调试 http（s）、WebSocket、Socket、gRPC、Dubbo 等多种协议的接口，这使得它成为了一个非常全面的接口测试工具！

常见方法

方法 1：基于 Token 的鉴权

WebSocket 鉴权中，基于 Token 的方式是最为常见和灵活的一种。通过在连接时携带 Token，服务器可以验证用户的身份。以下是一个简单的示例：

const WebSocket = require('ws');

const server = new WebSocket.Server({ port: 3000 });


server.on('connection', (socket, req) => {
const token = req.headers['sec-websocket-protocol'];

// 验证token的合法性
if (isValidToken(token)) {
// 鉴权通过，进行后续操作

        socket.send('鉴权通过，欢迎连接！');

    } else {
// 鉴权失败，关闭连接

        socket.close();

    }

});

方法 2：基于签名的鉴权

另一种常见的鉴权方式是基于签名的方法。通过在连接时发送带有签名的信息，服务器验证签名的合法性。以下是一个简单的示例：

const WebSocket = require('ws');

const crypto = require('crypto');


const server = new WebSocket.Server({ port: 3000 });


server.on('connection', (socket, req) => {

    const signature = req.headers['x-signature'];

    const data = req.url + req.headers['sec-websocket-key'];


    // 验证签名的合法性

    if (isValidSignature(signature, data)) {

        // 鉴权通过，进行后续操作

        socket.send('鉴权通过，欢迎连接！');

    } else {

        // 鉴权失败，关闭连接

        socket.close();

    }

});

方法 3：基于 IP 白名单的鉴权

在某些情况下，你可能希望限制 WebSocket 连接只能来自特定 IP 地址范围。这时可以使用基于 IP 白名单的鉴权方式。

const WebSocket = require('ws');


const allowedIPs = ['192.168.0.1', '10.0.0.2'];


const server = new WebSocket.Server({ port: 3000 });


server.on('connection', (socket, req) => {

    const clientIP = req.connection.remoteAddress;


    // 验证连接是否在白名单中

    if (allowedIPs.includes(clientIP)) {

        // 鉴权通过，进行后续操作

        socket.send('鉴权通过，欢迎连接！');

    } else {

        // 鉴权失败，关闭连接

        socket.close();

    }

});

方法 4：基于 OAuth 认证的鉴权

在需要与现有身份验证系统集成时，OAuth 认证是一种常见的选择。通过在连接时使用 OAuth 令牌，服务器可以验证用户的身份。

const WebSocket = require('ws');
const axios = require('axios');

const server = new WebSocket.Server({ port: 3000 });


server.on('connection', async (socket, req) => {
const accessToken = req.headers['authorization'];

// 验证OAuth令牌的合法性
try {
const response = await axios.get('https://oauth-provider.com/verify', {
headers: { Authorization: `Bearer ${accessToken}` }

        });

if (response.data.valid) {
// 鉴权通过，进行后续操作

            socket.send('鉴权通过，欢迎连接！');

        } else {
// 鉴权失败，关闭连接

            socket.close();

        }

    } catch (error) {
// 验证失败，关闭连接

        socket.close();

    }

});

其他常见方法...

除了以上介绍的方式，还有一些其他的鉴权方法，如基于 API 密钥、HTTP 基本认证等。根据具体需求，选择最适合项目的方式。

实践案例

基于 Token 的鉴权实践

1. 
   
2. 在 WebSocket 连接时，客户端携带 Token 信息。
   
3. 服务器接收 Token 信息并验证其合法性。
   
4. 根据验证结果，允许或拒绝连接。
   

// 客户端代码
const socket = new WebSocket('ws://localhost:3000', ['Bearer YOUR_TOKEN']);

// 服务器端代码

server.on('connection', (socket, req) => {
const token = req.headers['sec-websocket-protocol'];

if (isValidToken(token)) {

        socket.send('鉴权通过，欢迎连接！');

    } else {

        socket.close();

    }

});

基于签名的鉴权实践

1. 
   
2. 在 WebSocket 连接时，客户端计算签名并携带至服务器。
   
3. 服务器接收签名信息，验证其合法性。
   
4. 根据验证结果，允许或拒绝连接。
   

// 客户端代码
const socket = new WebSocket('ws://localhost:3000', { headers: { 'X-Signature': calculateSignature() } });

// 服务器端代码

server.on('connection', (socket, req) => {

    const signature = req.headers['x-signature'];

    const data = req.url + req.headers['sec-websocket-key'];


    if (isValidSignature(signature, data)) {

        socket.send('鉴权通过，欢迎连接！');

    } else {

        socket.close();

    }

});

基于 IP 白名单的鉴权实践

1. 
   
2. 在 WebSocket 连接时，服务器获取客户端 IP 地址。
   
3. 验证 IP 地址是否在白名单中。
   
4. 根据验证结果，允许或拒绝连接。
   

// 服务器端代码

server.on('connection', (socket, req) => {
const clientIP = req.connection.remoteAddress;

if (allowedIPs.includes(clientIP)) {

        socket.send('鉴权通过，欢迎连接！');

    } else {

        socket.close();

    }

});

基于 OAuth 认证的鉴权实践

1. 
   
2. 在 WebSocket 连接时，客户端携带 OAuth 令牌。
   
3. 服务器调用 OAuth 服务验证令牌的合法性。
   
4. 根据验证结果，允许或拒绝连接。
   

// 客户端代码
const socket = new WebSocket('ws://localhost:3000', { headers: { 'Authorization': 'Bearer YOUR_ACCESS_TOKEN' } });

// 服务器端代码

server.on('connection', async (socket, req) => {
const accessToken = req.headers['authorization'];

try {
const response = await axios.get('https://oauth-provider.com/verify', {

            headers: { Authorization: `Bearer ${accessToken}` }

        });

if (response.data.valid) {

            socket.send('鉴权通过，欢迎连接！');

        } else {

            socket.close();

        }

    } catch (error) {

        socket.close();

    }

});

提示、技巧和注意事项

• 
  
• 在选择鉴权方式时，要根据项目的实际需求和安全性要求进行合理选择。
  
• 对于基于 Token 的鉴权，建议使用 JWT（JSON Web Token）来提高安全性。
  
• 在验证失败时，及时关闭连接，以防止未授权的访问。
  

在 Apifox 中调试 WebSocket

如果你要调试 WebSocket 接口，并确保你的应用程序能够正常工作。这时，一个强大的接口测试工具就会派上用场。

Apifox 是一个比 Postman 更强大的接口测试工具，Apifox = Postman + Swagger + Mock + JMeter。它支持调试 http（s）、WebSocket、Socket、gRPC、Dubbo 等多种协议的接口，这使得它成为了一个非常全面的接口测试工具，所以强烈推荐去下载体验！

首先在 Apifox 中新建一个 HTTP 项目，然后在项目中添加 WebSocket 接口。

接着输入 WebSocket 的服务端 URL，例如：ws://localhost:3000，然后保存并填写接口名称，然后确定即可。

点击“Message 选项”然后写入“你好啊，我是 Apifox”，然后点击发送，你会看到服务端和其它客户端都接收到了信息，非常方便，快去试试吧！

以下用 Node.js 写的 WebSocket 服务端和客户端均收到了消息。

总结

通过本文的介绍，你应该对 WebSocket 鉴权有了更清晰的认识。不同的鉴权方式各有优劣，你可以根据具体情况选择最适合自己项目的方式。在保障通信安全的同时，也能提供更好的用户体验。

参考链接

• 
  
• MDN Web Docs - WebSocket
  
• JSON Web Tokens
  
• OAuth 2.0
  

学习更多：

• 
  
• WebSocket 如何建立连接