OAuth2 SSO

前记

单点登录（Single Sign On）严格上来说和 OAuth2 没太大关系，只是 SSO 可以通过 OAuth2 实现。本文延续 OAuth2 初识的模式，看完原理写 Demo，在上一个 Demo 的基础上加以改造。

认证中心仍然是 QQ，然后子系统是 QQ 邮箱 + QQ 游戏，两个子系统除了配置上有少许差别外，基本一样。

代码：GitHub

原理参考单点登录原理，内容上有删改。

前提知识：

• session 和 cookie 的使用

单系统登录

假设浏览器第一次请求服务器需要输入用户名与密码验证身份，服务器拿到用户名密码去数据库比对，正确的话说明当前持有这个会话的用户是合法用户，应该将这个会话标记为“已授权”或者“已登录”等等之类的状态，既然是会话的状态，自然要保存在会话对象中，tomcat 在会话对象中设置登录状态：

HttpSession session = request.getSession();
session.setAttribute("isLogin", true);

用户再次访问时，tomcat 在会话对象中查看登录状态：

HttpSession session = request.getSession();
session.getAttribute("isLogin");

实现了登录状态的浏览器请求服务器模型：

每次请求受保护资源时都会检查会话对象中的登录状态，只有 isLogin=true 的会话才能访问，登录机制因此而实现。

多系统的复杂性

Web 系统早已从久远的单系统发展成为如今由多系统组成的应用群，面对如此众多的系统，用户难道要一个一个登录、然后一个一个注销吗？

Web 系统由单系统发展成多系统组成的应用群，复杂性应该由系统内部承担，而不是用户。无论 Web 系统内部多么复杂，对用户而言，都是一个统一的整体，也就是说，用户访问 Web 系统的整个应用群与访问单个系统一样，登录/注销只要一次就够了：

虽然单系统的登录解决方案很完美，但对于多系统应用群并不适用。

单系统登录解决方案的核心是 cookie，cookie 携带会话 id 在浏览器与服务器之间维护会话状态。但 cookie 的作用域是有限制的，通常对应网站的域名，浏览器发送 HTTP 请求时会自动携带与该域匹配的 cookie，而不是所有 cookie。

早期的多系统登录就采用同域名的方式共享 cookie。比如 *.baidu.com，然后将它们的 cookie 域设置为 baidu.com，统一在一个顶级域名下，这样 baidu 子域名下的所有子系统都可以共享 cookie 了。

缺点：

1. 应用群域名统一；
2. 应用间使用的 cookie 的 key 值要一致（比如 tomcat 默认是 JSESSIONID），不然无法获取 cookie 并维持会话；
3. 共享 cookie 的方式无法实现跨语言技术平台登录，比如在 Java、PHP、.NET 系统之间；
4. cookie 本身不安全。

单点登录

单点登录：用户只要在多系统应用群中登录其中某一个系统，便可在其他所有系统中得到授权而无需再次登录。

登录

相比单系统登录，SSO 需要一个独立的认证中心，只有认证中心能接受用户的用户名密码等安全信息，其他系统不提供登录入口，只接受认证中心的间接授权。

间接授权通过令牌实现，SSO 认证中心验证用户名密码，创建授权令牌，在接下来的跳转过程中，授权令牌作为参数发送给各个子系统，子系统拿到令牌，即得到了授权，可以借此创建局部会话，局部会话登录方式与单系统的登录方式相同。

用户登录成功之后，与 SSO 认证中心及各个子系统建立会话。

• 与 SSO 认证中心建立的会话称为全局会话；
• 与各个子系统建立的会话称为局部会话，局部会话建立之后，用户访问子系统受保护资源将不再通过 SSO 认证中心。

全局会话与局部会话有如下约束关系：

• 局部会话存在，全局会话一定存在；
• 全局会话存在，局部会话不一定存在；
• 全局会话销毁，局部会话必须销毁。

注销

单点登录自然也要单点注销，在一个子系统中注销，所有子系统的会话都将被销毁。

SSO 认证中心一直监听全局会话的状态，一旦全局会话销毁，监听器将通知所有注册系统执行注销操作

1. 用户向系统1发起注销请求.
2. 系统1根据用户与系统1建立的会话id拿到令牌，向 SSO 认证中心发起注销请求。
3. SSO 认证中心校验令牌有效，销毁全局会话，同时取出所有用此令牌注册的系统地址。
4. SSO 认证中心向所有注册系统发起注销请求。
5. 各注册系统接收 SSO 认证中心的注销请求，销毁局部会话。
6. SSO 认证中心引导用户至登录页面。

部署图

单点登录涉及 SSO 认证中心 server 与众子系统 clients，子系统与 SSO 认证中心之间进行通信以交换令牌、校验令牌和发起注销请求，因而子系统必须集成 SSO 的客户端，SSO 认证中心则是 SSO 服务端，整个单点登录过程实质是 SSO 客户端与服务端通信的过程：

SSO 认证中心与 SSO 客户端通信方式有多种，比如：Web Service、RPC、RESTFul API。

实现

SSO-Client

1. servlet、filter 或 listener 拦截子系统 未登录用户 请求，重定向至 SSO 认证中心 server（附带客户端地址、clientId、clientSecret，类似授权码认证）；
2. 接收并存储 server 发送的令牌；
3. 请求 server 校验令牌的有效性，若无效则和未登录一样重定向到 server；
4. 建立局部会话；
5. 拦截用户注销请求，向 server 发送注销请求；
6. 接收 server 发出的注销请求，销毁局部会话。

SSO-Server

1. 验证客户端信息，无效则回到客户端；
2. 验证用户的登录信息；
3. 创建全局会话；
4. 创建授权令牌；
5. 重定向回 SSO 客户端 client，并附上令牌；
6. 校验 client 令牌有效性（存在、有效），若有效则将客户端注册到 server（暂存）；
7. 接收 client 注销请求，注销所有会话。

Demo

首先是访问 QQ 邮箱，因为没有登录过，所以重定向到了认证服务器：

@Override
public void doFilter(final ServletRequest servletRequest, final ServletResponse servletResponse, final FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
    final HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
    final HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) servletResponse;

    final HttpSession session = request.getSession();
    // 用户登录状态
    final Object isLogin = session.getAttribute("isLogin");
    // 已登录，放行
    if (isLogin != null) {
        filterChain.doFilter(request, response);
        return;
    }
    // 未登录，跳转到认证服务器
    final String to = String.format("%s/login?" +
            "sub_id=%s" + "&" +
            "sub_secret=%s" + "&" +
            "service=%s", this.qqURL, this.subId, this.subSecret, this.localhostURL);
    response.sendRedirect(to);
}

认证服务器向用户提供登录界面：

@GetMapping("/login")
public String login(@RequestParam("sub_id") final String subId,
                    @RequestParam("sub_secret") final String subSecret,
                    @RequestParam("service") final String service,
                    final ModelMap map,
                    final HttpServletResponse response) throws IOException {
    // 验证子系统
    final String validate = this.validateClient(subId, subSecret);
    if (validate != null) {
        response.sendRedirect(service + "?error=" + validate);
        return null;
    }
    
    final HttpSession session = this.request.getSession();
    // 如果之前登录过
    final Object isLogin = session.getAttribute("isLogin");
    if (isLogin != null) {
        // 从 Cookie 中获取 token
        final String token = CookieUtil.get(this.request, "token");
        // 带上 token 重定向回去
        response.sendRedirect(service + "?token=" + token);
        return null;
    }
    // 未登录，按正常登录进行
    // 记录下请求的子系统地址
    session.setAttribute("service", service);
    // 页面变量
    map.addAttribute("username", this.username);
    map.addAttribute("password", this.password);
    return "login";
}

用户登录成功，重定向回 QQ 邮箱子系统：

@PostMapping("/doLogin")
public ModelAndView doLogin(@RequestParam("username") final String username,
                            @RequestParam("password") final String password,
                            final HttpServletResponse response) throws IOException {
    final ModelAndView modelAndView = new ModelAndView();
    if (!this.username.equals(username) || !this.password.equals(password)) {
        modelAndView.setViewName("/login");
        modelAndView.addObject("alertMsg", "用户名或密码错误");
        return modelAndView;
    }

    // 生成 token
    final String token = UUID.randomUUID().toString();
    // 在 Cookie 中设置 token
    CookieUtil.set(response, "token", token);
    // 全局 session
    final HttpSession session = this.request.getSession();
    // 设置用户已登录
    session.setAttribute("isLogin", true);
    final String service = session.getAttribute("service").toString();
    response.sendRedirect(service + "?token=" + token);
    return null;
}

子系统接受回调内容：

@GetMapping("/")
public String callback(@RequestParam(value = "token", required = false) final String token,
                        @RequestParam(value = "error", required = false) final String error,
                        final HttpServletResponse response,
                        final ModelMap modelMap) {
    if (!StringUtils.isEmpty(error)) {
        modelMap.addAttribute("error", error);
    }
    if (!StringUtils.isEmpty(token)
            && StringUtils.isEmpty(error)) {
        final HttpSession session = this.request.getSession();
        // 设置用户已登录
        session.setAttribute("isLogin", true);
        // 在 Cookie 中设置 token
        CookieUtil.set(response, this.tokenCookieName, token);
        modelMap.addAttribute(this.tokenCookieName, token);
    }
    return "index";
}

然后尝试访问 QQ 游戏子系统，可以看到直接就带上了 token，表明用户已经登录：

认证服务器的控制台也显示了，在 QQ 游戏不知道用户是否登录时，重定向到了认证服务器，因为全局 session 设置了 isLogin=true，所以认证服务器直接把 token 带上，重定向回 QQ 游戏，避免了用户二次登录。

总结

通过原理和 demo 可以看出，其实单点登录也是利用了 cookie、session，只是进一步分为了全局的，和局部的，分别对应认证服务器和各个子系统。

当子系统不能确认用户登录时，重定向到认证服务器确认：

• 如果未登录，全局 session 为空或者 isLogin=false，认证服务器提供登录界面，登陆成功就设置认证服务器和浏览器之间的全局 session 中 isLogin=true。
• 如果登录过，带上 token，重定向回子系统，避免用户重复登录。