Sichere Microservices mit JWT und API-Gateways

Microservices-Architekturen bieten Skalierbarkeit und Agilität, bringen aber auch neue Sicherheitsherausforderungen mit sich. Traditionelle Sicherheitsmodelle für monolithische Anwendungen lassen sich nicht gut auf ein verteiltes System übertragen. Eine der größten Herausforderungen ist das Management von Identitäten und Zugriffen über zahlreiche Dienste hinweg. Dieser Artikel untersucht, wie Sie Microservices mithilfe von JSON Web Tokens (JWTs) und API-Gateways sichern können und so eine robuste und skalierbare IAM-Lösung bereitstellen.

Wichtigste Erkenntnis 1 JWTs bieten einen zustandslosen Mechanismus für die sichere Übertragung von Benutzerinformationen zwischen Diensten.

Wichtigste Erkenntnis 2 API-Gateways fungieren als zentrale Anlaufstelle für Authentifizierung, Autorisierung und Ratenbegrenzung.

Wichtigste Erkenntnis 3 Ein ordnungsgemäßes Schlüsselmanagement ist entscheidend für die JWT-Sicherheit – nutzen Sie robuste Verfahren wie Schlüsselrotation und sichere Speicherung.

Wichtigste Erkenntnis 4 Die Implementierung von Microservice IAM erfordert einen ganzheitlichen Ansatz, der sowohl technische als auch operative Aspekte berücksichtigt.

Die Herausforderungen von Microservice IAM verstehen

In einer monolithischen Anwendung werden Authentifizierung und Autorisierung oft von einer zentralen Komponente verwaltet. Bei Microservices ist jedoch jeder Dienst unabhängig bereitstellbar und skalierbar. Dies bedeutet, dass die Abhängigkeit von einem einzelnen zentralen Authentifizierungsserver zu Engpässen und enger Kopplung führen kann. Darüber hinaus muss jeder Microservice Benutzeranmeldeinformationen verstehen und validieren, was zu doppeltem Code und erhöhter Komplexität führt. Die traditionelle sitzungsbasierte Authentifizierung skaliert in dieser verteilten Umgebung aufgrund von Problemen mit dem Zustandsmanagement nicht gut.

Die Kernanforderungen für Microservice IAM umfassen:

• Authentifizierung: Überprüfung der Identität des Benutzers.
• Autorisierung: Bestimmung, auf welche Ressourcen der Benutzer zugreifen darf.
• Zustandslosigkeit: Vermeidung der Abhängigkeit von serverseitigen Sitzungen für Skalierbarkeit.
• Sicherheit: Schutz vor gängigen Angriffen wie Identitätsdiebstahl und unbefugtem Zugriff.

JWT: Die Grundlage für zustandslose Authentifizierung

JSON Web Tokens (JWTs) sind ein Standard für die sichere Übertragung von Informationen als JSON-Objekt. Sie sind digital signiert und können verifiziert werden, um Authentizität und Integrität zu gewährleisten. JWTs eignen sich ideal für Microservice IAM, da sie zustandslos sind – alle notwendigen Benutzerinformationen sind im Token selbst enthalten.

Ein JWT besteht aus drei Teilen:

• Header: Enthält Metadaten zum Token, z. B. den Signaturalgorithmus.
• Payload: Enthält die Ansprüche – die Informationen über den Benutzer (z. B. Benutzer-ID, Rollen, Berechtigungen).
• Signatur: Verifiziert die Authentizität des Tokens.

Beispiel-JWT (gekürzt):

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

Wenn sich ein Benutzer authentifiziert, stellt der Authentifizierungsdienst (z. B. ein Identity Provider) ein JWT aus. Dieses JWT wird dann in den Authorization-Header nachfolgender Anfragen an Microservices aufgenommen. Jeder Microservice kann die JWT-Signatur unabhängig überprüfen und die Benutzerinformationen aus dem Payload extrahieren, ohne den Authentifizierungsdienst kontaktieren zu müssen.

API-Gateways: Zentralisierte Sicherheit und Weiterleitung

Ein API-Gateway fungiert als Single-Entry-Point für alle Anfragen an Ihre Microservices. Es bietet eine Reihe von Vorteilen, darunter:

• Authentifizierung und Autorisierung: Das API-Gateway kann JWTs überprüfen und Zugriffsrichtlinien durchsetzen, bevor Anfragen an die entsprechenden Microservices weitergeleitet werden.
• Ratenbegrenzung: Schützt Microservices vor Überlastung durch übermäßige Anfragen.
• Anfrage-Weiterleitung: Leitet Anfragen basierend auf dem URL-Pfad oder anderen Kriterien an den richtigen Microservice weiter.
• Anfrage-Transformation: Modifiziert Anfragen, bevor sie an Microservices gesendet werden.

Das API-Gateway ist der ideale Ort für die Implementierung von Microservice IAM. Es zentralisiert die Authentifizierungs- und Autorisierungslogik und reduziert die Belastung der einzelnen Microservices. Zu den beliebten API-Gateway-Lösungen gehören Kong, Tyk und AWS API Gateway.

Implementierung der JWT-Verifizierung in Microservices

Obwohl das API-Gateway die anfängliche JWT-Verifizierung übernimmt, ist es dennoch wichtig, das Token innerhalb jedes Microservice als Defense-in-Depth-Maßnahme zu überprüfen. Dies stellt sicher, dass selbst wenn ein Angreifer das API-Gateway umgeht, er ohne ein gültiges JWT nicht auf Ressourcen zugreifen kann.

Hier ist ein vereinfachtes Beispiel mit Node.js und der Bibliothek jsonwebtoken:

const jwt = require('jsonwebtoken');

function verifyToken(req, res, next) {
  const token = req.headers['authorization'];

  if (!token) {
    return res.status(401).send('No token provided');
  }

  jwt.verify(token, 'your_secret_key', (err, decoded) => {
    if (err) {
      return res.status(403).send('Invalid token');
    }
    req.user = decoded; // Add user information to the request
    next();
  });
}

Ersetzen Sie 'your_secret_key' durch einen starken, zufällig generierten geheimen Schlüssel. Erwägen Sie außerdem die Verwendung einer robusteren Schlüsselverwaltungslösung, z. B. eines Hardware Security Module (HSM), für Produktionsumgebungen.

Wie Didit hilft

Didit vereinfacht Microservice IAM durch:

• Wiederverwendbare KYC: Ermöglichen Sie Benutzern, ihre Identität einmal zu überprüfen und sie über mehrere Microservices hinweg wiederzuverwenden.
• API-First-Architektur: Integrieren Sie die Verifizierungsmodule von Didit einfach in Ihre bestehende Infrastruktur.
• Workflow-Orchestrierung: Erstellen Sie benutzerdefinierte Verifizierungsabläufe, die Ihren spezifischen Anforderungen entsprechen.
• Betrugsprävention: Nutzen Sie die Betrugssignale von Didit, um bösartige Aktivitäten zu erkennen und zu verhindern.

Bereit zum Starten?

Die Implementierung eines sicheren IAM für Microservices ist entscheidend für den Schutz Ihrer Anwendung und Ihrer Daten. Durch die Nutzung von JWTs und API-Gateways können Sie eine robuste und skalierbare Sicherheitslösung aufbauen. Erkunden Sie die Didit-Preisgestaltung, um zu erfahren, wie wir Ihnen bei der Vereinfachung Ihrer IAM-Implementierung helfen können. Sehen Sie sich unsere technische Dokumentation für detaillierte Integrationsanleitungen an.