基於IdentityServer4的OIDC實現單點登入(SSO)原理簡析

喬達摩發表於2019-07-18
IDEServer

Image result for SSO

# 寫在前面

IdentityServer4的學習斷斷續續，兜兜轉轉，走了不少彎路，也花了不少時間。可能是因為沒有閱讀原始碼，也沒有特別系統的學習資料，相關文章很多園子裡的大佬都有涉及，有系列文章，比如：

曉晨大佬的：https://www.cnblogs.com/stulzq/p/8119928.html

蟋蟀 大佬的：
https://www.cnblogs.com/xishuai/tag/[34]%E5%B0%8F%E8%8F%9C%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%BC%96%E7%A8%8B-IdentityServer4/

李念輝、楊旭大佬均有相關文章，翻翻便可找到，就不一一列舉了。

但是，不知大家有沒有體會，好像看了很多id4(IdentityServer4,下同)的文章，對：

  • oidc究竟是個什麼蛤蟆？
  • OAuth2.0和OpenId Connect究竟有啥區別？
  • id4切確是什麼東西？
  • id4能幹些啥？
  • id4為什麼這麼設計？
  • id4各授權流程的區別是啥？
  • id4的SSO是基於什麼原理？

我還是時不時：

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老實說，這些問題我也一懂半懂，還有就是看多了、時間跨度大，有的以為懂了提筆又忘了。這時大佬肯定說：

”誰叫你不去看原始碼？“

我默默的留下了兩行老淚：馬上看，馬上看。

但是我覺得id4很多新手和我一樣都有這困擾，上手門檻確實有的高。誠然看原始碼是個不錯的學習方法，但上來就讓新人或使用者看原始碼，無疑很不利於推廣、直接勸退啊，畢竟大部分都是跟我一樣的菜逼（對不起拖後腿了）。

對應前面提到的一串問題，我不打算在本文一一解答，我今天著重想聊的是：

id4的SSO是基於什麼原理？

寫本文的初衷是看到李念輝大佬的https://www.cnblogs.com/linianhui/p/oidc-in-action-sso.html，所以本文算算是讀博筆記。

啥是SSO?

SSO，全稱Single sign-on ：在多個應用系統中，只需要登入一次，就可以訪問其他相互信任的應用系統。

比如你登入京東後檢視我的訂單：https://order.jd.com 然後再去檢視購物車https://cart.jd.com/cart.action就不需要重新登入。雖然這裡頂級域名一致，但其實單點登入並沒有此要求。

單點登入，很容易望文生義，以為單點登入就是限制使用者只能在一處登入。

下面我們說說我們我們常用的SSO的常用的實現方式。

SSO--基於Cookie的實現簡析

這種方式比較簡單，使用也比較廣泛。

比如我有兩個系統：a.example.com 和 b.example.com，很簡單，只需要搞個 passport.example.com 登入成功後往：example.com 這個頂級域寫登入成功的cookie就行了。而後不管你是c.example.com還是d.example.com或是+∞.example.com都只需要驗證登入的cookie就行，簡單方便。

不過這種實現方式有個比較大的缺陷：

不能跨域，不能跨頂級的域。

我不能說我登入成功後往jd.com域名下寫cookie吧。還有就是每個業務域名都要做登入cookie的校驗邏輯 ，不過這算小問題。

既然存在問題，就解決問題吧（這實在沒辦法解決發現問題的人啊）

SSO--基於CAS流程實現簡析

CAS簡介

Central Authentication Service，簡稱：CAS， 是一個單點登入框架或者說解決方案，開始是由耶魯大學的一個組織開發，後來歸到apereo管理。 同時CAS也是開源的，遵循apache 2.0協議，目前程式碼放在github上：https://github.com/apereo/cas

開啟就驚呆了，看到吧，一堆開源專案在用，這logo閃瞎我的鈦合金狗眼了

img

我們看下github簡介：

”CAS是一個企業級的、與語言無光的Web SSO解決方案，同時也嘗試整合授權和鑑權的需求。“

既然它是一個解決方案，那我們看看它到底提出了啥。

CAS的方案泳道圖分析

CAS SSO標準流程，看圖說話吧。

右鍵可看查原圖

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我們看看發生了啥:

站點App1

  1. 使用者首次訪問web App1，App1發現使用者未登入，攜帶目前訪問地址302到CAS Server登入頁。
  2. CAS Server登入頁檢查登入Session不存在，返回一個登入頁面。
  3. 填寫賬號，點選登入。
  4. CAS Server驗證賬號資訊成功，建立一個Ticket Granting Ticket(TGT),這個TGT就是當前登入使用者的session key。同時，建立一個service ticket並攜帶service ticket key,st key 作為引數跳轉回App1。
  5. App1用get傳送st key 去CAS Server驗證，驗證通過後返回登入使用者資訊。
  6. App1使用返回的登入使用者資訊構建當前系統的登入狀態，並用一個JSESSIONID標記(JSESSIONID是Apache的預設名)，並攜帶這個JSESSIONID重新訪問App1。
  7. App1驗證JSESSIONID，登入成功，展示登入成功頁面。
  8. 第二次訪問，驗證JSESSIONID，直接訪問。

站點App2

  1. 使用者首次訪問web App2，App2發現使用者未登入，攜帶目前訪問地址302到CAS Server登入頁。
  2. CAS Server登入頁攜帶有App1生成的TGT，那麼直接做TCT的驗證，驗證成功不需要登入，建立一個App2的st key，302回App2。
  3. 後續和以上的5,6,7,8 補邏輯相同，不贅述。

CAS的流程大概於此，實際的實現可能會複雜一點，可能會遇到各式各樣的問題。但有理論支撐，總體實現起來還是簡單，可靠有保證的。

下面說說基於Id4的OIDC是怎麼做單點登入的。

SSO--基於Id4的OIDC實現簡析

先準備環境

把官方samples下下來：https://github.com/IdentityServer/IdentityServer4/tree/master/samples

我刪掉了其他專案，剩下這兩個，一目瞭然：

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分別把這兩個站點部署為：

http://odic.server.net

http://sso.client.net

我們再看一眼Idoc服務端配置：

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配置IdentityServer，Configs新增這麼一個客戶端：

// sso implicit client
new Client
{
    ClientId = "ssoimplicit",  //這個client id 跟 MfcImplicit 裡面的配置要一致
    ClientName = "sso implicit clinet",
    AllowedGrantTypes = GrantTypes.Implicit,                
    RedirectUris = { "http://sso.client.net/signin-oidc" },
    PostLogoutRedirectUris = { "http://sso.client.net/signout-callback-oidc" },
    AllowedScopes = new List<string>
    {
        IdentityServerConstants.StandardScopes.OpenId,
        IdentityServerConstants.StandardScopes.Profile,
        IdentityServerConstants.StandardScopes.Email
    }
}

ok，我們用下抓包工具觀察下登入流程。

1、受保護客戶端頁面的訪問

sso.client.net是客戶端，而登入頁在sso.client.net服務端

我們先開啟需要登入才可以訪問的：http://sso.client.net/Home/Secure

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這裡302到了授權端點 http://odic.server.net/connect/authorize

2、授權端點對客戶端請求的驗證

這就是步驟1中， 302挑戰的授權端點攜帶的引數。

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我們先看看這些引數

client_id：ssoimplicit //我們前面配置的clinenid=
reponse_mode：form_post //指示oidc伺服器返回資料的形式是form表單
response_type：id_token //區別於oauth2授權請求的一點，必須包含有id_token這一項。
scope：openid profile //區別於oauth2授權請求的一點，必須包含有openid這一項。
state：oauth2定義的一個狀態字串，這裡的實現是加密儲存了一些客戶端的資訊，讓你最後可以在登入成功後帶回到客戶端，這個引數聽重要的
nonce：上一步中寫入cookie的值，這字串將來會包含在idtoken中原樣返回給客戶端，做安全校驗用。
redirect_uri：http://sso.client.net/signin-oidc //認證成功後的回撥地址，就是我們配置裡面的

授權端點有很多功能，這裡主要做了兩件事：

  1. 先判斷待過來的引數是否合法，比如clientid是不是配置裡面的，引數有沒有按要求、規範傳過來，引數是否被篡改，未驗證通過會報錯。
  2. 授權與否的校驗，根據攜帶的引數，判斷如果登入，就直接回撥 redirect_uri引數地址：http://sso.client.net/signin-oidc，否，302到登入頁，引導使用者登入。

3、登入

初次登入，步驟2中的授權端點判斷當前未登入，還是302，跳轉登入頁，引導使用者登入授權。

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點選登入，跳轉到是否授權頁面，這個頁面不一定展示，可通過配置Client的RequireConsent=false，跳過這個頁面。

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of course Yes!

4、登入成功，客戶端構建登入狀態

我們看看點Yes Alow 之後的請求。

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可以清楚的看到去到了：

http://odic.server.net/connect/authorize/callback

callback，哦，這是一個登入回撥，它幹了啥呢，我們仔細看響應：

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哦，它這裡響應回了一個頁面，這個頁面只有一個表單，當頁面一載入完成立刻post表單到：action='http://sso.client.net/signin-oidc' 這個地址。並且仔細看看錶單的引數，前面的那些scope、state啊這些引數全都帶了過來，有意思，沒錯，這精妙的設計也是規範之一。

這裡它為什麼不帶上clientid呢？哈哈，客戶端自己肯定知道自己的clientid的，另外，還有中間這一大串的id_token你忘了嗎，這裡面可是可以攜帶資訊的哦。

來，我們看看這個id_token究竟是何方妖孽。

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我們看到id_token帶有登入使用者的資訊：

iss：token發放的伺服器地址

aud：clientid

sid：會話資訊

kid：當前token的識別符號

name：使用者名稱

此外還有比如id_token的發放時間，過期時間，nonce，使用者非機密資訊等等。還有藍色部分需要使用客戶端公鑰驗證的簽名等等。

這個時候客戶端已經拿到登入使用者的資訊了，這時客戶端直接使用登入使用者資訊，構建當前應用sso.client.net的登入狀態即可。

比如下面的這個 Set名為Implicit的Cookie：

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這個Cookie是可以刪掉的，它本身只維持了在sso.client.net的登入狀態而已，如果你刪掉它，它就會重新跑到授權端點：http://odic.server.net/connect/authorize 去驗證一下，發現當前會話還是處於登入狀態的，然後又302到登入回撥地址http://sso.client.net/signin-oidc，然後/signin-oidc從state引數裡面取出redirect_url，302回到當前頁面。

最後我們來看一下登入成功的頁面

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單點登出

單點登出我就不細說了，使用：

//指定登入方案的方式登出
await HttpContext.SignOutAsync(IdentityServerConstants.DefaultCookieAuthenticationScheme);

//或者直接
await HttpContext.SignOutAsync();

暴力點刪除cookie也可以，不過那隻能算是半退出狀態吧。

總結

通過對以上一個使用Id4構建的OIDC實現的登入流程來看，OIDC的SSO它完全無光域名的，id4登入成功後，客戶端通過使用id_token來構建自身的登入狀態，一個client如此，N個皆然。

大家好像感覺這個SSO的實現方式跟前面的CAS流程很像誒，我們再看一遍前面CAS的圖

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好像是發現了啥不得了的東西。

沒錯：openid也是基於CAS流程的一個實現（我根據理解猜的 沒有證據）。

再多說兩句

id4確實是好東西，暫時用不上也要多瞭解、學習，最好寫個部落格做個筆記加深下理解。

在理解的基礎上不要去背各種Flow有啥區別什麼的，知道什麼場景下用那種流程就行，也沒幾個。

善用官方文件、Sample。

本文示例原始碼

https://github.com/gebiWangshushu/cnblogs-demos

參考

https://yq.aliyun.com/articles/636281

https://www.cnblogs.com/linianhui/p/oidc-in-action-sso.html

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