单点登录SSO

背景

在企业发展初期,企业使用的系统很少,通常一个或者两个,每个系统都有自己的登录模块,运营人员每天用自己的账号登录,很方便。

但随着企业的发展,用到的系统随之增多,运营人员在操作不同的系统时,需要多次登录,而且每个系统的账号都不一样,这对运营人员来说,很不方便。于是,就想到是不是可以在一个系统登录,其他系统就不用登录了呢? 这就是单点登录要解决的问题。

单点登录英文全称SIngle sign on 简称SSO 。他的解释是:在多个应用系统中,只需要登录一次,就可以访问其他互相信任的应用系统。

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如图所示,图中有四个系统,分别是App1、App2、App3和SSO。
App1、App2、App3没有登录模块,而SSO只有登录模块,没有其他业务模块,当App1、App2、App3需要登录时,将跳到SSO系统。SSO系统完成登录,其他的应用系统也就随之登录了。这就完全符合我们对单点登录(SSO)的定义了。

技术实现

在说单点登录(SSO)的技术实现之前,我们说一说普遍的登录认证机制。

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如上图所示,我们在浏览器中访问一个应用,这个应用需要登录,我们填写完用户名和密码后,完成登录认证。这时,我们在这个用户的session中标记登录为yes(已登录),同时在浏览器中写入cookie,这个cookie是这个用户的唯一标识。下次我们再访问这个应用的时候,请求中会带上这个cookie,服务端会根据这个cookie找到对应的session,通过session来判断这个用户是否登录。如果不做特殊配置,这个cookie的名字叫做jsessionid,值在服务端是唯一的。

同域下的单点登录

一个企业一般情况下只有一个域名,通过二级域名区分不同的系统。比如我们有个域名为a.com,同时有两个业务系统分别是app1.a.com和app2.a.com。我们要做单点登录(SSO),需要一个登录系统,叫做sso.a.com

我们只要在sso.a.com登录,app1.a.com和app2.a.com也就登录了。通过上面的登录认证机制,我们可以知道,在sso.a.com中登陆了。其实是在sso.a.com的服务端的session中记录了登录状态,同时在浏览器端的sso.a.com写下了cookie。那么我们怎么才能让app1.a.com和app2.a.com登录呢?
这里有两个问题:

Cookie是不能跨域的,我们Cookie的domain属性是sso.a.com,在给app1.a.com和app2.a.com发送请求是带不上的。
sso、app1和app2是不同的应用,它们的session存在自己的应用内,是不共享的。

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那么我们如何解决这两个问题呢?针对第一个问题,sso登录以后,可以将Cookie的域设置为顶域,即.a.com,这样所有子域的系统都可以访问到顶域的Cookie。我们在设置Cookie时,只能设置顶域和自己的域,不能设置其他的域。比如:我们不能在自己的系统中给baidu.com的域设置Cookie。

Cookie的问题解决了,我们再来看看session的问题。我们在sso系统登录了,这时再访问app1,Cookie也带到了app1的服务端(Server),app1的服务端怎么找到这个Cookie对应的Session呢?这里就要把3个系统的Session共享,如图所示。共享Session的解决方案有很多,例如:Spring-Session。这样第2个问题也解决了。

同域下的单点登录就实现了,但这还不是真正的单点登录

不同域下的单点登录

同域下的单点登录是巧用了Cookie顶域的特性。如果是不同域呢?不同域之间Cookie是不共享的,怎么办?

这里我们就要说一说CAS流程了,这个流程是单点登录的标准流程。

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过程讲解:
1、用户访问业务子平台,发现没有登录过,需要登录验证
2、用户需要登录验证,向CAS-SSO系统进行登录信息输入
3、用户输入登录信息后,CAS-SSO系统返回给用户ticket
4、用户再次访问业务子系统,业务子系统接受用户ticket
5、业务子平台后端去调用ticket,验证是否正常
6、验证通过,业务子平台将登录状态写入session并设置cookie

在此过程中的具体难点:
① 第三步和第四步中涉及到cookie的跨域问题
②第五步和第六步 业务子系统后端是没有session端的,用户来访问后,直接后端去调用OSS的ticket去验证

针对业务来说:
①HS是不同域下的单点登录
②单点登录不涉及到session,只是用户从SSO出来的ticket去对应业务子系统的ticket(从SSO调取,进行对比的)不涉及到对业务子系统的session。

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上图是CAS官网上的标准流程,具体流程如下:

1、用户访问app系统,app系统是需要登录的,但用户现在没有登录。
2、跳转到CAS server,即SSO登录系统,以后图中的CAS Server我们统一叫做SSO系统。 SSO系统也没有登录,弹出用户登录页。
3、用户填写用户名、密码,SSO系统进行认证后,将登录状态写入SSO的session,浏览器(Browser)中写入SSO域下的Cookie。
4、SSO系统登录完成后会生成一个ST(Service Ticket),然后跳转到app系统,同时将ST作为参数传递给app系统。
5、app系统拿到ST后,从后台向SSO发送请求,验证ST是否有效。
6、验证通过后,app系统将登录状态写入session并设置app域下的Cookie。

至此,跨域单点登录就完成了。以后我们再访问app系统时,app就是登录的。接下来,我们再看看访问app2系统时的流程。

1、用户访问app2系统,app2系统没有登录,跳转到SSO。
2、由于SSO已经登录了,不需要重新登录认证。
3、SSO生成ST,浏览器跳转到app2系统,并将ST作为参数传递给app2。
4、app2拿到ST,后台访问SSO,验证ST是否有效。
5、验证成功后,app2将登录状态写入session,并在app2域下写入Cookie。

这样,app2系统不需要走登录流程,就已经是登录了。SSO,app和app2在不同的域,它们之间的session不共享也是没问题的。

有的同学问我,SSO系统登录后,跳回原业务系统时,带了个参数ST,业务系统还要拿ST再次访问SSO进行验证,觉得这个步骤有点多余。他想SSO登录认证通过后,通过回调地址将用户信息返回给原业务系统,原业务系统直接设置登录状态,这样流程简单,也完成了登录,不是很好吗?

其实这样问题时很严重的,如果我在SSO没有登录,而是直接在浏览器中敲入回调的地址,并带上伪造的用户信息,是不是业务系统也认为登录了呢?这是很可怕的。

总结

单点登录(SSO)的所有流程都介绍完了,原理大家清楚了。总结一下单点登录要做的事情

1、单点登录(SSO系统)是保障各业务系统的用户资源的安全
2、各个业务系统获得的信息是,这个用户不能访问我的资源
3、单点登录,资源都在各个业务系统这边,不在SSO那一方。用户在给SSO服务器提供了用户名密码后,作为业务系统并不知道这件事儿。SSO随便给业务系统一个ticket,那么业务系统是不能确定这个ticket是用户伪造的,还是真的有效的,所以要拿着这个ticket去SSO服务器再问一下,这个用户给我的ticket是否有效,是有效的我才能让这个用户访问。

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