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实现单点登录常用的几种方法

2022/1/26 13:16:03

单点登录(Single Sign On, SSO)是用户只需登录一次,就可访问同一帐号平台下的多个应用系统。 单点登录的本质就是在多个应用系统中共享登录状态。如果用户的登录状态是记录在 Session 中的,要实现共享登录状态,就要先共享 Session,比如可以将 Session 存到 同…

        单点登录(Single Sign On, SSO)是用户只需登录一次,就可访问同一帐号平台下的多个应用系统。

        单点登录的本质就是在多个应用系统中共享登录状态。如果用户的登录状态是记录在 Session 中的,要实现共享登录状态,就要先共享 Session,比如可以将 Session 存到 同一个Redis 中,用户访问时,都可以读取 同一个Redis 的 Session来获取登录状态。

        但由于不同的应用系统有着不同的域名,尽管 Session 共享了,但是由于 Session ID 是往往保存在浏览器 Cookie 中的,因此无法跨域名传递,也就是说当用户在 app1.com 中登录后,Session ID 仅在浏览器访问 app1.com 时才会自动在请求头中携带,而当浏览器访问 app2.com 时,Session ID 是不会被带过去的。所以实现单点登录的关键就是,如何让 Session ID(或 Token)在多个域中共享。

        实现单点登录sessionid或者token多域共享主要有三种方法:

        (1)父域cookie

        将 Session ID(或 Token)保存到父域中。也就是将 Cookie 的 domain 属性设置为主域名,同时将 path 属性设置为根路径,这样所有的子域应用就都可以访问到这个 Cookie 了。

        缺点:不支持跨主域名

        (2)认证中心

        可以部署一个认证中心,用来专门负责处理登录请求。

        检查token:用户访问某个应用系统,应用系统检查当前请求有没有 Token,如果没有,说明用户在当前系统未登录,跳转至认证中心。认证中心根据 Cookie (认证中心的)判断用户是否在其他应用系统已登录。

        返回url:如果发现用户尚未登录,则返回登录页面,等待用户登录,如果发现用户已登录,会跳转回目标 URL ,让token拼接在目标 URL 的后面,回传给目标应用系统。

        验证token:应用系统拿到 Token 之后,还需要向认证中心验证Token ,防止用户伪造。确认无误后,应用系统记录用户的登录状态,并将 Token 写入 Cookie,然后给本次访问放行。(注意这个 Cookie 是当前应用系统的,其他应用系统是访问不到的。)当用户再次访问当前应用系统时,就会自动带上这个 Token,应用系统验证 Token 发现用户已登录,直接返回正常的响应。

        (3)localstorage

        将 Session ID (或 Token )保存到浏览器的 LocalStorage 中,前端通过 iframe+postMessage() 方式,将同一份 Token 写入到了多个域下的 LocalStorage 中,前端每次在向后端发送请求之前,都会主动从 LocalStorage 中读取 Token 并在请求中携带,这样就实现了同一份 Token 被多个域所共享。

        此种实现方式完全由前端控制,同样支持跨域。后端需要做的仅仅是在用户登录成功后,将 Session ID (或 Token )放在响应体中传递给前端。

单点登录实例

        单点登录是在多系统应用群中登录一个系统,便可在其他所有系统中得到授权而无需再次登录,包括单点登录与单点注销两部分

1、登录

  相比于单系统登录,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认证中心验证用户的用户名密码没问题,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。这个过程,也就是单点登录的原理,用下图说明

  下面对上图简要描述

  •     用户访问系统1的受保护资源,系统1发现用户未登录,跳转至sso认证中心,并将自己的地址作为参数

  •     sso认证中心发现用户未登录,将用户引导至登录页面

  •     用户输入用户名密码提交登录申请

  •     sso认证中心校验用户信息,创建用户与sso认证中心之间的会话,称为全局会话,同时创建授权令牌

  •     sso认证中心带着令牌跳转会最初的请求地址(系统1)

  •     系统1拿到令牌,去sso认证中心校验令牌是否有效

  •     sso认证中心校验令牌,返回有效,注册系统1

  •     系统1使用该令牌创建与用户的会话,称为局部会话,返回受保护资源

  •     用户访问系统2的受保护资源

  •     系统2发现用户未登录,跳转至sso认证中心,并将自己的地址作为参数

  •     sso认证中心发现用户已登录,跳转回系统2的地址,并附上令牌

  •     系统2拿到令牌,去sso认证中心校验令牌是否有效

  •     sso认证中心校验令牌,返回有效,注册系统2

  •     系统2使用该令牌创建与用户的局部会话,返回受保护资源

  用户登录成功之后,会与sso认证中心及各个子系统建立会话,用户与sso认证中心建立的会话称为全局会话,用户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

  你可以通过博客园、百度、csdn、淘宝等网站的登录过程加深对单点登录的理解,注意观察登录过程中的跳转url与参数

2、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,用下面的图来说明

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  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

  下面对上图简要说明

  • 用户向系统1发起注销请求

  • 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

  • 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

  • sso认证中心向所有注册系统发起注销请求

  • 各注册系统接收sso认证中心的注销请求,销毁局部会话

  • sso认证中心引导用户至登录页面

四、部署图

  单点登录涉及sso认证中心与众子系统,子系统与sso认证中心需要通信以交换令牌、校验令牌及发起注销请求,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,用下图描述

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  sso认证中心与sso客户端通信方式有多种,这里以简单好用的httpClient为例,web service、rpc、restful api都可以

五、实现

  只是简要介绍下基于java的实现过程,不提供完整源码,明白了原理,我相信你们可以自己实现。sso采用客户端/服务端架构,我们先看sso-client与sso-server要实现的功能(下面:sso认证中心=sso-server)

  sso-client

    • 拦截子系统未登录用户请求,跳转至sso认证中心

    • 接收并存储sso认证中心发送的令牌

    • 与sso-server通信,校验令牌的有效性

    • 建立局部会话

    • 拦截用户注销请求,向sso认证中心发送注销请求

    • 接收sso认证中心发出的注销请求,销毁局部会话

  sso-server

    • 验证用户的登录信息

    • 创建全局会话

    • 创建授权令牌

    • 与sso-client通信发送令牌

    • 校验sso-client令牌有效性

    • 系统注册

    • 接收sso-client注销请求,注销所有会话

  接下来,我们按照原理来一步步实现sso吧!

1、sso-client拦截未登录请求

  java拦截请求的方式有servlet、filter、listener三种方式,我们采用filter。在sso-client中新建LoginFilter.java类并实现Filter接口,在doFilter()方法中加入对未登录用户的拦截

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
    HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
    HttpServletResponse res = (HttpServletResponse) response;
    HttpSession session = req.getSession();
     
    if (session.getAttribute("isLogin")) {
        chain.doFilter(request, response);
        return;
    }
    //跳转至sso认证中心
    res.sendRedirect("sso-server-url-with-system-url");
}

2、sso-server拦截未登录请求

  拦截从sso-client跳转至sso认证中心的未登录请求,跳转至登录页面,这个过程与sso-client完全一样

3、sso-server验证用户登录信息

  用户在登录页面输入用户名密码,请求登录,sso认证中心校验用户信息,校验成功,将会话状态标记为“已登录”

@RequestMapping("/login")
public String login(String username, String password, HttpServletRequest req) {
    this.checkLoginInfo(username, password);
    req.getSession().setAttribute("isLogin", true);
    return "success";
}

4、sso-server创建授权令牌

  授权令牌是一串随机字符,以什么样的方式生成都没有关系,只要不重复、不易伪造即可,下面是一个例子

    String token = UUID.randomUUID().toString();

5、sso-client取得令牌并校验

  sso认证中心登录后,跳转回子系统并附上令牌,子系统(sso-client)取得令牌,然后去sso认证中心校验,在LoginFilter.java的doFilter()中添加几行

// 请求附带token参数
String token = req.getParameter("token");
if (token != null) {
    // 去sso认证中心校验token
    boolean verifyResult = this.verify("sso-server-verify-url", token);
    if (!verifyResult) {
        res.sendRedirect("sso-server-url");
        return;
    }
    chain.doFilter(request, response);
}

  verify()方法使用httpClient实现,这里仅简略介绍,httpClient详细使用方法请参考官方文档

  HttpPost httpPost = new HttpPost("sso-server-verify-url-with-token");
  HttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpPost);

6、sso-server接收并处理校验令牌请求

  用户在sso认证中心登录成功后,sso-server创建授权令牌并存储该令牌,所以,sso-server对令牌的校验就是去查找这个令牌是否存在以及是否过期,令牌校验成功后sso-server将发送校验请求的系统注册到sso认证中心(就是存储起来的意思)

  令牌与注册系统地址通常存储在key-value数据库(如redis)中,redis可以为key设置有效时间也就是令牌的有效期。redis运行在内存中,速度非常快,正好sso-server不需要持久化任何数据。

  令牌与注册系统地址可以用下图描述的结构存储在redis中,可能你会问,为什么要存储这些系统的地址?如果不存储,注销的时候就麻烦了,用户向sso认证中心提交注销请求,sso认证中心注销全局会话,但不知道哪些系统用此全局会话建立了自己的局部会话,也不知道要向哪些子系统发送注销请求注销局部会话

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7、sso-client校验令牌成功创建局部会话

  令牌校验成功后,sso-client将当前局部会话标记为“已登录”,修改LoginFilter.java,添加几行

if (verifyResult) {
    session.setAttribute("isLogin", true);
}

  sso-client还需将当前会话id与令牌绑定,表示这个会话的登录状态与令牌相关,此关系可以用java的hashmap保存,保存的数据用来处理sso认证中心发来的注销请求

8、注销过程

  用户向子系统发送带有“logout”参数的请求(注销请求),sso-client拦截器拦截该请求,向sso认证中心发起注销请求

String logout = req.getParameter("logout");
if (logout != null) {
    this.ssoServer.logout(token);
}

  sso认证中心也用同样的方式识别出sso-client的请求是注销请求(带有“logout”参数),sso认证中心注销全局会话

@RequestMapping("/logout")
public String logout(HttpServletRequest req) {
    HttpSession session = req.getSession();
    if (session != null) {
        session.invalidate();//触发LogoutListener
    }
    return "redirect:/";
}

  sso认证中心有一个全局会话的监听器,一旦全局会话注销,将通知所有注册系统注销

public class LogoutListener implements HttpSessionListener {
    @Override
    public void sessionCreated(HttpSessionEvent event) {}
    @Override
    public void sessionDestroyed(HttpSessionEvent event) {
        //通过httpClient向所有注册系统发送注销请求
    }
}

        通过以上内容我们知道了实现单点登录常用的几种方法 ,感谢您访问“我爱捣鼓(www.woaidaogu.com)”网站的内容,希望对大家有所帮助!引用本文内容时,请注明出处!谢谢合作!

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