Single Sign-On for Everyone

单点登录（ Single Sign-On ， SSO ）是这些天的热点话题。我的很多客户都有多个 Web 应用，运行在不同子域的不同 .NET Framework 版本中，甚至是不同的域中。他们都希望用户能够只登录一次，就能在各个不同的 Web 站点中保持登录状态。今天我们来一起看看如何在各种不同的场景中实现 SSO 。我们首先从最简单的情况开始，然后逐步构建它：

1. 虚拟子目录中的父、子应用之间的SSO
2. 使用不同授权凭证（用户名映射）的SSO
3. 同一域下的两个子域中的Web应用之间的SSO
4. 不同.NET版本下的应用之间的SSO
5. 不同域之众的两个应用之间的SSO
6. 混合模式验证（Forms和Windows）中的SSO

1. 虚拟子目录中的父、子应用之间的SSO

　　假设有两个.NET应用——Foo和Bar，并且Bar位于Foo的一个虚拟子目录中（http://foo.com/bar）。两个应用都实现了Forms验证。实现Forms验证需要重写Application_AuthenticateRequest，在这里进行验证，并在验证成功后调用FormsAuthentication.RedirectFromLoginPage，将登录的用户名（或系统中用于标识用户的其他信息）作为参数传递进去。在ASP.NET中，登录用户状态通过保存在客户端Cookie中进行持久化。当调用RedirectFromLoginPage时，就会创建一个Cookie，其中包含了加密的、带有登录用户名的FormsAuthenticationTicket。Web.Config中有一节用于定义如何创建该Cookie：

< authentication  mode ="Forms" >  

     < forms  name =".FooAuth"  protection ="All"  timeout ="60"  loginUrl ="login.aspx"   />  

</ authentication >  


< authentication  mode ="Forms" >  

     < forms  name =".BarAuth"  protection ="All"  timeout ="60"  loginUrl ="login.aspx"   />  

</ authentication >  

　　这里最重要的两个属性是 name 和 protection 。如果在 Foo 和 Bar 中，这两个属性是匹配的，那么它们就能在同样的保护级别上使用相同的 Cookie ，也就实现了 SSO ：

< authentication  mode ="Forms" >  

     < forms  name =".SSOAuth"  protection ="All"  timeout ="60"  loginUrl ="login.aspx"   />  

</ authentication >

　　当将protection属性设置为“All”以后，会同时对Cookie进行加密盒验证（通过散列值）。默认的验证和加密密钥存储在Machine.Config中，并且可以在应用程序的Web.Config中重写。其默认值为：

< machineKey  validationKey ="AutoGenerate,IsolateApps"  decryptionKey =" AutoGenerate,IsolateApps"  validation ="SHA1"   />

　　IsolateApps意味着将为每个应用程序都生成一个不同的密钥。我们不能这样做。为了在所有应用程序中都能加密/解谜Cookie，需要移除IsolateApps属性，并为使用SSO的所有应用程序指定相同的具体密钥：

< machineKey  validationKey ="F9D1A2D3E1D3E2F7B3D9F90FF3965ABDAC304902"  decryptionKey ="F9D1A2D3E1D3E2F7B3D9F90FF3965ABDAC304902F8D923AC"  validation ="SHA1"   />

　　如果你正在针对不同的用户存储进行验证，这就是所有需要做的——对Web.Config的一点修改。

2. 使用不同授权凭证（用户名映射）的SSO

　　但是，如果Foo应用使用其自己的数据库，而Bar应用程序使用Membership API或其他形式的验证呢？在这种情况下，为Foo创建的Cookie并不适用于Bar，因为Bar并不理解其中包含的用户名。

　　为了使其工作，需要创建第二个验证Cookie，专门用于Bar应用。还需要一种方式来将Foo用户映射到Bar用户。假设Foo应用中登录了一个“John Doe”用户，并且经过检测发现这个用户在Bar应用中的标识是“johnd”。在Foo的验证方法中需要添加下面的代码：

FormsAuthenticationTicket fat  =   new  FormsAuthenticationTicket( 1 ,  " johnd " , DateTime.Now, DateTime.Now.AddYears( 1 ),  true ,  "" ); 

HttpCookie cookie  =   new  HttpCookie( " .BarAuth " ); 

cookie.Value  =  FormsAuthentication.Encrypt(fat); 

cookie.Expires  =  fat.Expiration; 

HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(cookie); 


FormsAuthentication.RedirectFromLoginPage( " John Doe " ); 

　　硬编码的用户名仅仅用于演示目的。这段代码为Bar应用创建了FormsAuthenticationTicket，并用从Bar应用的上下文中找到的用户名对其进行了填充。然后调用了RedirectFromLoginPage为Foo应用创建了正确的验证Cookie。如果你将两个应用程序的验证Cookie名字改成了相同的（见前面的示例），那么要注意现在他们是不同的了，我们无需再为每个站点使用相同的Cookie了：

< authentication  mode ="Forms" >  

     < forms  name =".FooAuth"  protection ="All"  timeout ="60"  loginUrl ="login.aspx"  slidingExpiration ="true" />  

</ authentication >  


< authentication  mode ="Forms" >  

     < forms  name =".BarAuth"  protection ="All"  timeout ="60"  loginUrl ="login.aspx"  slidingExpiration ="true" />  

</ authentication >  

　　现在，只要用户登录到Foo，他就会被映射到Bar用户，并在会随着Foo验证票据创建一个Bar验证票据。如果希望相反的方向也能工作，只需在Bar应用中添加类似的代码即可：

FormsAuthenticationTicket fat  =   new  FormsAuthenticationTicket( 1 ,  " John Doe " , DateTime.Now, DateTime.Now.AddYears( 1 ),  true ,  "" ); 
HttpCookie cookie  =   new  HttpCookie( " .FooAuth " ); 
cookie.Value  =  FormsAuthentication.Encrypt(fat); 
cookie.Expires  =  fat.Expiration; 
HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(cookie); 
FormsAuthentication.RedirectFromLoginPage( " johnd " ); 

　　但仍然要确保 Web.Config 中的 <machineKey> 元素中为两个应用提供了匹配的验证和加密密钥。

3. 同一域下的两个子域中的Web应用之间的SSO

　　现在假设Foo和Bar配置为在不同的域http://foo.com和http://bar.foo.com中运行。前面的代码都不能使用了，因为Cookies将被存放到不同的文件中，并且应用程序彼此看不到（对方的Cookie）。为了使其能够工作，我们需要创建域级别的Cookies，并使其对所有子域可见。这样我们就不能使用RedirectFromLoginPage方法了，因为它不适合创建域级别的Cookie。我们可以手动完成这一工作：

FormsAuthenticationTicket fat  =   new  FormsAuthenticationTicket( 1 ,  " johnd " , DateTime.Now, DateTime.Now.AddYears( 1 ),  true ,  "" ); 

HttpCookie cookie  =   new  HttpCookie( " .BarAuth " ); 

cookie.Value  =  FormsAuthentication.Encrypt(fat); 

cookie.Expires  =  fat.Expiration; 

cookie.Domain  =   " .foo.com " ;   //  Highlight 

HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(cookie); 


FormsAuthenticationTicket fat  =   new  FormsAuthenticationTicket( 1 ,  " John Doe " , DateTime.Now, DateTime.Now.AddYears( 1 ),  true ,  "" ); 

HttpCookie cookie  =   new  HttpCookie( " .FooAuth " ); 

cookie.Value  =  FormsAuthentication.Encrypt(fat); 

cookie.Expires  =  fat.Expiration; 

cookie.Domain  =   " .foo.com " ;   //  Highlight 

HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(cookie); 

　　注意高亮显示的行（Anders Liu：为了避免格式问题，我使用的是注释“// Highlight”）。通过明确地将Cookie的域设定为“.foo.com”，可以确保在http://foo.com和http://bar.foo.com以及其他子域中都能看到该Cookie。你也可以将Bar的验证Cookie域设置为“bar.foo.com”。这样更加安全，因为其他子域看不到它。注意RFC 2109在Cookie域值中要求两个periods，因此我们在前面添加了一个period——“.foo.com”。

　　另外，确保在每个应用的Web.Config中使用相同的<machineKey>元素。只有一种特殊情况，接下来的小节将探讨这一情况。

4. 不同.NET版本下的应用之间的SSO

　　有一种可能是Foo和Bar应用运行在不同版本的.NET中。这是前面的例子就不能工作了。这是因为ASP.NET 2.0使用了不同的加密方法对验证票据进行加密。ASP.NET 1.1使用的是3DES，而ASP.NET 2.0使用的是AES。幸运的是，ASP.NET 2.0为了向后兼容，提供了一个新的属性：

< machineKey  validationKey ="F9D1A2D3E1D3E2F7B3D9F90FF3965ABDAC304902"  decryptionKey ="F9D1A2D3E1D3E2F7B3D9F90FF3965ABDAC304902F8D923AC"  validation ="SHA1"  decryption ="3DES"   />

　　设置 decryption="3DES" 可以让 ASP.NET 2.0 使用老的加密方法，这样 Cookies 就又匹配了。不要向 ASP.NET 1.1 的 Web.Config 中添加这个属性，否则会导致错误。

5. 不同域之众的两个应用之间的SSO

　　至此为止我们成功地创建了共享的验证Cookie，但如果Foo和Bar位于不同的域——http://foo.com和http://bar.com——中呢？它们不可能共享Cookie，也不能彼此创建第二Cookie。这种情况下，每个站点需要创建自己的Cookies，并调用其他站点来验证用户是否已经在别处登录了。完成这一工作的一种方法就是通过一些列的重定向。

　　为了实现这一目的，我们分别在两个Web站点中都创建一个特殊的页面（我们称之为sso.aspx）。这个页面的目的就是检查其域中是否存在Cookie，并返回登录的用户名，这样其他应用可以在对应的域中创建类似的Cookie。下面是来自Bar.com的sso.aspx：

<% @ Page Language="C#"  %>  


< script  language ="C#"  runat ="server" >  



void Page_Load() 

{ 

    // this is our caller, we will need to redirect back to it eventually 

    UriBuilder uri = new UriBuilder(Request.UrlReferrer); 


    HttpCookie c = HttpContext.Current.Request.Cookies[".BarAuth"]; 


    if (c != null && c.HasKeys) // the cookie exists! 

    { 

        try 

        { 

            string cookie = HttpContext.Current.Server.UrlDecode(c.Value); 

            FormsAuthenticationTicket fat = FormsAuthentication.Decrypt(cookie);         


            uri.Query = uri.Query + "&ssoauth=" + fat.Name; // add logged-in user name to the query 

        } 

        catch 

        { 

        } 

    } 

    Response.Redirect(uri.ToString()); // redirect back to the caller 

} 


</ script >  

　　这个页面总是会重定向回调用方。如果Bar.com中存在验证Cookie，会解密用户名并通过查询字符串中的ssoauth参数返回。

　　在另外一端（Foo.com），我们需要像http请求处理流水线中插入一些代码。可以在Application_BeginRequest事件中或者在一个自定义的HttpHandler或HttpModule中。其用意在于在所有的页面请求的尽可能早的地方检验验证Cookie是否存在：

1) 如果Foo.com中存在验证Cookie，继续处理请求。此时用户已登录Foo.com
2) 如果验证Cookie不存在，重定向到Bar.com/sso.aspx
3) 如果当前请求从Bar.com/sso.aspx重定向回来，分析ssoauth参数并在必要时创建验证Cookie。

　　这看起来相当简单，但要注意无限循环：

//  see if the user is logged in 

HttpCookie c  =  HttpContext.Current.Request.Cookies[ " .FooAuth " ]; 


if  (c  !=   null   &&  c.HasKeys)  //  the cookie exists! 

{ 

    try 

    { 

        string cookie = HttpContext.Current.Server.UrlDecode(c.Value); 

        FormsAuthenticationTicket fat = FormsAuthentication.Decrypt(cookie); 

        return; // cookie decrypts successfully, continue processing the page 

    } 

    catch 

    { 

    } 

}  


//  the authentication cookie doesn't exist - ask Bar.com if the user is logged in there 

UriBuilder uri  =   new  UriBuilder(Request.UrlReferrer); 


if  (uri.Host  !=   " bar.com "   ||  uri.Path  !=   " /sso.aspx " )  //  prevent infinite loop 

{ 

    Response.Redirect(http://bar.com/sso.aspx); 

}  

else  

{ 

    // we are here because the request we are processing is actually a response from bar.com 


    if (Request.QueryString["ssoauth"] == null) 

    { 

        // Bar.com also didn't have the authentication cookie 

        return; // continue normally, this user is not logged-in 

    } else 

    { 


        // user is logged in to Bar.com and we got his name! 

        string userName = (string)Request.QueryString["ssoauth"]; 


        // let's create a cookie with the same name 

        FormsAuthenticationTicket fat = new FormsAuthenticationTicket(1, userName, DateTime.Now, DateTime.Now.AddYears(1), true, ""); 

        HttpCookie cookie = new HttpCookie(".FooAuth"); 

        cookie.Value = FormsAuthentication.Encrypt(fat); 

        cookie.Expires = fat.Expiration; 

        HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(cookie); 

    } 

}  

　　两个站点都同样需要这段代码，但要在每个站点中使用正确的Cookie名字（.FooAuth vs. .BarAuth）。由于实际上并没有共享Cookie，所以应用程序可以具有不同的<machineKey>元素。无需同步加密和验证密钥。

　　很多人可能比较担心在查询字符串中传递用户名所带来的安全隐患。很多方法可以对其进行保护。首先，要检查引用方，不接受来自任何源的ssoauth参数，但除了bar.com/sso.asp（或foo.com/sso.aspx）。其次，可以很容易地使用共享密钥对用户名进行加密。如果Foo和Bar使用了不同的验证机制，也可以用类似的方式传递用户的附加信息（例如email地址）。

6. 混合模式验证（Forms和Windows）中的SSO

　　到现在为止，我们一直在处理Forms验证的情况。但如果我们希望对于Internet用户首先采用Forms验证，如果验证失败，再检查是否是NT域中的Intranet用户并进行验证。理论上，我们可以通过下面的参数来检查是否与请求关联了一个Windows已登录用户：

Request.ServerVariables[ " LOGON_USER " ] 

　　然而，除非站点禁用了匿名访问，否则该值一直为空。我们可以在IIS控制面板中禁用匿名访问，并启用集成Windows验证。这样LOGON_USER值中将包含已登录的Intranet用户的NT域名。但是所有的Internet用户将面临Windows用户名和密码的挑战。这不爽。我们希望Internet用户可以通过Forms验证进行登录，而当失败的时候再检测其Windows域凭证。

　　解决这一问题的一个方法是，为Intranet用户提供一个特殊的入口页，在这里启用集成Windows验证，验证域用户，然后创建一个Forms Cookie并导航到主站点。我们甚至可以通过Server.Transfer来隐藏Intranet用户访问了不同的页面这一事实。

　　还有一种简单的解决方案。因为IIS处理验证过程，如果一个Web站点启用了匿名访问，IIS会将请求正确地传递给ASP.NET 运行时。它不会尝试执行任何类型的验证。然而，如果请求的结果是一个验证错误（401），IIS会尝试特定于该站点的另外一种验证方法。你可以同时启用匿名访问和集成Windows验证，然后再Forms验证失败后执行下面的代码：

if  (System.Web.HttpContext.Current.Request.ServerVariables[ " LOGON_USER " ]  ==   "" )  { 

    System.Web.HttpContext.Current.Response.StatusCode = 401; 

    System.Web.HttpContext.Current.Response.End(); 

}  

else  

{ 

    // Request.ServerVariables["LOGON_USER"] has a valid domain user now! 

}  

　　这段代码执行时，会首先检测域用户并得到一个空的字符串。然后它会终止当前请求并向IIS返回验证错误（401）。这将导致IIS使用另外一种验证机制，在这种情况下是集成Windows验证。如果用户已经登录到域，请求会被重复一次，此时会填充NT域用户信息。如果用户没有登录到域，他将有三次机会输入Windows用户名/密码。如果用户无法在三次尝试之内完成登录，他会得到403错误（拒绝访问）。

小结

　　我们讨论了在两个ASP.NET应用之间进行的各种场景的单点登录。当然也可以实现不同平台间的异构系统上的SSO。其思路是同样的，但实现起来可能需要一些创造性的想法。