OIDC认证授权协议

一、OIDC简介

OIDC是OpenID Connect的简称，OIDC=(Identity, Authentication) + OAuth 2.0。它在OAuth2上构建了一个身份层，是一个基于OAuth2协议的身份认证标准协议。OAuth2是一个授权协议，它无法提供完善的身份认证功能，OIDC使用OAuth2的授权服务器来为第三方客户端提供用户的身份认证，并把对应的身份认证信息传递给客户端，且可以适用于各种类型的客户端（比如服务端应用，移动APP，JS应用），且完全兼容OAuth2，也就是说你搭建了一个OIDC的服务后，也可以当作一个OAuth2的服务来用。

二、OIDC的核心概念

OIDC的核心在于在OAuth2的授权流程中，一并提供用户的身份认证信息（ID Token）给到第三方客户端，ID Token使用JWT格式来包装，得益于JWT（JSON Web Token）的自包含性，紧凑性以及防篡改机制，使得ID Token可以安全的传递给第三方客户端程序并且容易被验证。此外还提供了UserInfo的接口，用于获取用户的更完整的信息。

三、OIDC的认证流程

主要角色：

EU(End User)：一个人类用户。
RP(Relying Party ): 用来代指OAuth2中的受信任的客户端，身份认证和授权信息的消费方；
OP(OpenID Provider):有能力提供EU认证的服务（比如OAuth2中的授权服务），用来为RP提供EU的身份认证信息；
ID Token：JWT格式的数据，包含EU身份认证的信息。
UserInfo Endpoint：用户信息接口（受OAuth2保护），当RP使用Access Token访问时，返回授权用户的信息，此接口必须使用HTTPS。

流程简述：

(1)RP发送一个认证请求给OP；
(2)OP对EU进行身份认证，然后提供授权；
(3)OP把ID Token和Access Token（需要的话）返回给RP；
(4)RP使用Access Token发送一个请求UserInfo EndPoint；
(5)UserInfo EndPoint返回EU的Claims。

四、ID_Token概念

OIDC对OAuth2最主要的扩展就是提供了ID Token。
ID Token是一个安全令牌，是一个授权服务器提供的包含用户信息（由一组Cliams构成以及其他辅助的Cliams）的JWT格式的数据结构。

4.1)ID Token的主要构成部分(使用OAuth2流程的OIDC)：

字段	释义
iss (Issuer Identifier)	必须。提供认证信息者的唯一标识。一般是一个https的url（不包含querystring和fragment部分）。
sub (Subject Identifier)	必须。iss提供的EU的标识，在iss范围内唯一。它会被RP用来标识唯一的用户。最长为255个ASCII个字符。
aud (Audience)	必须。标识ID Token的受众。必须包含OAuth2的client_id。
exp (Expiration time)	必须。过期时间，超过此时间的ID Token会作废不再被验证通过。
iat (Issued At Time)	必须。JWT的构建的时间。
auth_time (AuthenticationTime)	EU完成认证的时间。如果RP发送AuthN请求的时候携带max_age的参数，则此Claim是必须的。
nonce	RP发送请求的时候提供的随机字符串，用来减缓重放攻击，也可以来关联ID Token和RP本身的Session信息。
acr (Authentication Context Class Reference)	可选。表示一个认证上下文引用值，可以用来标识认证上下文类。
amr (Authentication Methods References)	可选。表示一组认证方法。
azp (Authorized party)	可选。结合aud使用。只有在被认证的一方和受众（aud）不一致时才使用此值，一般情况下很少使用。

ID Token通常情况下还会包含其他的Claims（毕竟上述claim中只有sub是和EU相关的，这在一般情况下是不够的，必须还需要EU的用户名，头像等其他的资料，OIDC提供了一组公共的cliams）。另外ID Token必须使用JWS进行签名和JWE加密，从而提供认证的完整性、不可否认性以及可选的保密性。
一个ID Token的例子如下：

{
   "iss": "https://example.com",
   "sub": "111",
   "aud": "s6BbKhgqt7",
   "nonce": "n-0S6_WzA2Mj",
   "exp": 1311280000,
   "iat": 1311280000,
   "auth_time": 1311280969,
   "acr": "urn:mace:incommon:iap:silver"
 }

五、OIDC的认证模式

OIDC如何获取到ID Token？

因为OIDC基于OAuth2，所以OIDC的认证流程主要是由OAuth2的几种授权流程延伸而来的：

①Authorization Code(授权码模式)：使用OAuth2的授权码来换取Id Token和Access Token。
②Implicit (简化模式)：使用OAuth2的Implicit流程获取Id Token和Access Token。
③Hybrid(混合模式)：混合Authorization Code +Implicit。

OAuth2中还有基于Resource Owner Password Credentials Grant(密码模式)和Client Credentials Grant(客户端模式)的方式来获取Access Token，为什么OIDC没有扩展这些方式呢？

Resource Owner Password Credentials Grant(密码模式)是需要用途提供账号密码给RP的，既然已经得到用户的用户名、密码了，便没必要再去获取ID_Token了。
Client Credentials Grant(客户端模式) 这种方式不需要用户参与，与用户身份认证并不兼容。
这也反映了授权和认证的差异，只使用OAuth2来做身份认证的事情是存在不足的。

5.1)基于Authorization Code(授权码模式)的认证

5.1.1)基于Authorization Code(授权码模式)的认证请求

这种方式使用OAuth2的Authorization Code的方式来完成用户身份认证，所有的Token都是通过Token EndPoint（OAuth2中定义：https://tools.ietf.org/html/rfc6749#section-3.2）来发放的。
构建一个OIDC的Authentication Request需要提供如下的参数：

• scope：必须。OIDC的请求必须包含值为“openid”的scope的参数。
• response_type：必选。同OAuth2。
• client_id：必选。同OAuth2。
• redirect_uri：必选。同OAuth2。
• state：推荐。同OAuth2。防止CSRF, XSRF。

以上这5个参数是和OAuth2相同的。除此之外，还定义了如下的参数：

• response_mode：可选。OIDC新定义的参数（OAuth 2.0 Form Post Response
  Mode），用来指定Authorization Endpoint以何种方式返回数据。
• nonce：可选。ID Token中的出现的nonce就是来源于此。
• display ：
  可选。指示授权服务器呈现怎样的界面给EU。有效值有（page，popup，touch，wap），其中默认是page。page=普通的页面，popup=弹出框，touch=支持触控的页面，wap=移动端页面。
• prompt：可选。这个参数允许传递多个值，使用空格分隔。用来指示授权服务器是否引导EU重新认证和同意授权（consent，就是EU完成身份认证后的确认同意授权的页面）。有效值有（none，login，consent，select_account）。none=不实现现任何认证和确认同意授权的页面，如果没有认证授权过，则返回错误login_required或interaction_required。login=重新引导EU进行身份认证，即使已经登录。consent=重新引导EU确认同意授权。select_account=假如EU在授权服务器有多个账号的话，允许EU选择一个账号进行认证。
• max_age：可选。代表EU认证信息的有效时间，对应ID
  Token中auth_time的claim。比如设定是20分钟，则超过了时间，则需要引导EU重新认证。
• ui_locales：可选。用户界面的本地化语言设置项。
• id_token_hint：可选。之前发放的ID Token，如果ID
  Token经过验证且是有效的，则需要返回一个正常的响应；如果有误，则返回对应的错误提示。
• login_hint：可选。向授权服务器提示登录标识符，EU可能会使用它登录(如果需要的话)。比如指定使用用户使用blackheart账号登录，当然EU也可以使用其他账号登录，这只是类似html中input元素的placeholder。
• acr_values：可选。Authentication Context Class Reference values，对应ID
  Token中的acr的Claim。此参数允许多个值出现，使用空格分割。

以上是基于Authorization Code方式的OIDC的认证请求所需的参数。在OIDC的其他认证流程中也会有其他的参数或不同的参数值（稍有差异）。

示例请求串：

GET
/authorize?response_type=code&scope=openid%20profile%20email&client_id=s6BhdRkqt3&state=af0ifjsldkj&redirect_uri=https%3A%2F%2Fclient.example.org%2Fcb
HTTP/1.1
Host: server.example.com

5.1.2）基于Authorization Code(授权码模式)的认证请求的响应

在授权服务器接收到认证请求之后，需要对请求参数做严格的验证，具体的规则参见http://openid.net/specs/openid-connect-core-1_0.html#AuthRequestValidation，验证通过后引导EU(End User)进行身份认证并且同意授权。在这一切都完成后，会重定向到RP指定的回调地址，并且把code和state参数传递过去。
比如：

HTTP/1.1 302 Found
Location: https://client.example.org/cb?code=SplxlOBeZQQYbYS6WxSbIA&state=af0ifjsldkj

5.1.3）ID_Token的获取

RP使用上一步获得的code来请求Token EndPoint，这一步同OAuth2，就不再展开细说了。然后Token EndPoint会返回响应的Token，其中除了OAuth2规定的部分数据外，还会附加一个id_token的字段。id_token字段就是上面提到的ID Token。例如：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json
Cache-Control: no-store
Pragma: no-cache

{
“access_token”: “SlAV32hkKG”,
“token_type”: “Bearer”,
“refresh_token”: “8xLOxBtZp8”,
“expires_in”: 3600,
“id_token”: “eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6IjFlOWdkazcifQ.ewogImlzc
yI6ICJodHRwOi8vc2VydmVyLmV4YW1wbGUuY29tIiwKICJzdWIiOiAiMjQ4Mjg5
NzYxMDAxIiwKICJhdWQiOiAiczZCaGRSa3F0MyIsCiAibm9uY2UiOiAibi0wUzZ
fV3pBMk1qIiwKICJleHAiOiAxMzExMjgxOTcwLAogImlhdCI6IDEzMTEyODA5Nz
AKfQ.ggW8hZ1EuVLuxNuuIJKX_V8a_OMXzR0EHR9R6jgdqrOOF4daGU96Sr_P6q
Jp6IcmD3HP99Obi1PRs-cwh3LO-p146waJ8IhehcwL7F09JdijmBqkvPeB2T9CJ
NqeGpe-gccMg4vfKjkM8FcGvnzZUN4_KSP0aAp1tOJ1zZwgjxqGByKHiOtX7Tpd
QyHE5lcMiKPXfEIQILVq0pc_E2DzL7emopWoaoZTF_m0_N0YzFC6g6EJbOEoRoS
K5hoDalrcvRYLSrQAZZKflyuVCyixEoV9GfNQC3_osjzw2PAithfubEEBLuVVk4
XUVrWOLrLl0nx7RkKU8NXNHq-rvKMzqg”
}

在RP拿到这些信息之后，需要对id_token以及access_token进行验证（具体的规则参见http://openid.net/specs/openid-connect-core-1_0.html#IDTokenValidation和http://openid.net/specs/openid-connect-core-1_0.html#ImplicitTokenValidation）。

5.2)Implicit (简化模式)和Hybrid(混合模式)

Implicit (简化模式)的工作方式是在OAuth2 Implicit上附加提供id_token，认证请求的参数和基于Authorization Code(授权码模式)的流程稍有不同，具体的差异参考http://openid.net/specs/openid-connect-core-1_0.html#ImplicitAuthRequest。

Hybrid(混合模式)则相当于Authorization Code(授权码模式)+Implicit (简化模式)。

六、UserInfo Endpoint

UserIndo EndPoint是一个受OAuth2保护的资源。在RP(Relying Party )得到Access Token后可以请求此资源，然后获得一组EU(End User)相关的Claims，这些信息可以说是ID Token的扩展，比如如果你觉得ID Token中只需包含EU(End User)的唯一标识sub即可（避免ID Token过于庞大），然后通过此接口获取完整的EU的信息。此资源必须部署在TLS(安全传输层协议)之上，
例如：
请求：

GET /userinfo
HTTP/1.1
Host: server.example.com
Authorization: Bearer SlAV32hkKG

响应：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json
{ “sub”: “248289761001”, “name”: “Jane Doe”, “given_name”:
“Jane”, “family_name”: “Doe”, “preferred_username”: “j.doe”,
“email”: “[email protected]”, “picture”:
“http://example.com/janedoe/me.jpg” }

其中sub代表EU(End User)的唯一标识，这个claim是必须的，其他的都是可选的。