单点登录(SSO)看这一篇还不够~ 这次不慌了

阅读收获

✔️1. 了解单点登录实现原理

✔️2. 掌握快速使用xxl-sso接入单点登录功能

一、早期的多系统登录解决方案

• 单系统登录解决方案的核心是cookie，cookie携带会话id在浏览器与服务器之间维护会话状态。但cookie是有限制的，这个限制就是cookie的域（通常对应网站的域名），浏览器发送http请求时会自动携带与该域匹配的cookie，而不是所有cookie
• 既然这样，为什么不将web应用群中所有子系统的域名统一在一个顶级域名下，例如“*.baidu.com”，然后将它们的cookie域设置为“baidu.com”，这种做法理论上是可以的，甚至早期很多多系统登录就采用这种同域名共享cookie的方式。
• 共享cookie的方式存在众多局限。
  • 应用群域名得统一
  • 应用群各系统使用的技术（至少是web服务器）要相同，不然cookie的key值（tomcat为JSESSIONID）不同，无法维持会话，共享cookie的方式是无法实现跨语言技术平台登录的，比如java、php、.net系统之间
  • cookie本身不安全。
• 因此，我们需要一种全新的登录方式来实现多系统应用群的登录，这就是单点登录

二、什么是单点登录

• 单点登录英文全称Single Sign On，简称SSO。
• 指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

三、为什么需要单点登录

• web系统早已从久远的单系统发展成为如今由多系统组成的应用群，面对如此众多的系统，用户难道要一个一个登录、然后一个一个注销吗？
• web系统由单系统发展成多系统组成的应用群，复杂性应该由系统内部承担，而不是用户。无论web系统内部多么复杂，对用户而言，都是一个统一的整体，也就是说，用户访问web系统的整个应用群与访问单个系统一样，登录/注销只要一次就够了

四、单点登录原理

4.1 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

1. 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
2. sso认证中心发现用户未登录，将用户引导至登录页面（带系统1地址）
3. 用户输入用户名密码提交登录申请
4. 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
5. sso认证中心带着令牌跳转到最初的请求地址（系统1）
6. 系统1拿到令牌，去sso认证中心校验令牌是否有效
7. sso认证中心校验令牌，返回有效，注册系统1
8. 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
9. 用户访问系统2的受保护资源
10. 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
11. 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
12. 系统2拿到令牌，去sso认证中心校验令牌是否有效
13. sso认证中心校验令牌，返回有效，注册系统2
14. 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认证中心及访问的子系统建立会话，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

1. 局部会话存在，全局会话一定存在
2. 全局会话存在，局部会话不一定存在
3. 全局会话销毁，局部会话必须销毁

4.2 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

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

1. 用户向系统1发起注销请求
2. 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
3. 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
4. sso认证中心向所有注册系统发起注销请求
5. 各注册系统接收sso认证中心的注销请求，销毁局部会话
6. sso认证中心引导用户至登录页面

五、快速接入SSO

5.1 xxl-sso特性

• 简洁：API直观简洁，可快速上手
• 轻量级：环境依赖小，部署与接入成本较低
• 单点登录：只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统
• 分布式：接入SSO认证中心的应用，支持分布式部署
• HA：Server端与Client端，均支持集群部署，提高系统可用性
• 跨域：支持跨域应用接入SSO认证中心
• Cookie+Token均支持：支持基于Cookie和基于Token两种接入方式，并均提供Sample项目
• Web+APP均支持：支持Web和APP接入
• 实时性：系统登陆、注销状态，全部Server与Client端实时共享
• CS结构：基于CS结构，包括Server"认证中心"与Client"受保护应用"
• 记住密码：未记住密码时，关闭浏览器则登录态失效；记住密码时，支持登录态自动延期，在自定义延期时间的基础上，原则上可以无限延期
• 路径排除：支持自定义多个排除路径，支持Ant表达式,用于排除SSO客户端不需要过滤的路径

5.2 环境

• JDK：1.7+
• Redis：4.0+

5.3 下载xxl-sso源码

源码仓库地址	Release Download
github.com/xuxueli/xxl…	Download
gitee.com/xuxueli0323…	Download

5.4 文档地址

• 中文文档

5.5 项目结构说明

- xxl-sso-server：中央认证服务，支持集群
- xxl-sso-core：Client端依赖
- xxl-sso-samples：单点登陆Client端接入示例项目
    - xxl-sso-web-sample-springboot：基于Cookie接入方式，供用户浏览器访问，springboot版本
    - xxl-sso-token-sample-springboot：基于Token接入方式，常用于无法使用Cookie的场景使用，如APP、Cookie被禁用等，springboot版本
复制代码

5.6 基于Token方式部署

• 由于前后端分离开发的模式较多，这里只介绍基于Token方式部署，在一些无法使用Cookie的场景下，可使用该方式，如需要Cookie查看基于cookie方式部署

5.6.1 认证中心（SSO Server）搭建

• 项目名：xxl-sso-server
• 配置文件位置：application.properties

### redis 地址： 如 "{ip}"、"{ip}:{port}"、"{redis/rediss}://xxl-sso:{password}@{ip}:{port:6379}/{db}"；多地址逗号分隔
xxl.sso.redis.address=redis://127.0.0.1:6379
### 登录态有效期窗口，默认24H，当登录态有效期窗口过半时，自动顺延一个周期
xxl.sso.redis.expire.minute=1440
复制代码

5.6.2 单点登陆Client端搭建

• 项目名：xxl-sso-token-sample-springboot
• maven依赖

    com.xuxueli
    xxl-sso-core
    ${最新稳定版}

复制代码

• 配置文件：application.properties

##### SSO Server认证中心地址（推荐以域名方式配置认证中心）
xxl.sso.server=http://xxlssoserver.com:8080/xxl-sso-server

##### 注销登陆path，值为Client端应用的相对路径
xxl.sso.logout.path=/logout

##### 路径排除Path，允许设置多个，且支持Ant表达式。用于排除SSO客户端不需要过滤的路径
xxl-sso.excluded.paths=

### redis   // redis address, like "{ip}"、"{ip}:{port}"、"{redis/rediss}://xxl-sso:{password}@{ip}:{port:6379}/{db}"；Multiple "," separated
xxl.sso.redis.address=redis://xxl-sso:[email protected]:6379/0
xxl.sso.redis.address=redis://127.0.0.1:6379
复制代码

• 配置 XxlSsoTokenFilter

package com.xxl.sso.sample.config;

import com.xxl.sso.core.conf.Conf;
import com.xxl.sso.core.filter.XxlSsoTokenFilter;
import com.xxl.sso.core.util.JedisUtil;
import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.boot.web.servlet.FilterRegistrationBean;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
 * @author xuxueli 2018-11-15
 */
@Configuration
public class XxlSsoConfig implements DisposableBean {


    @Value("${xxl.sso.server}")
    private String xxlSsoServer;

    @Value("${xxl.sso.logout.path}")
    private String xxlSsoLogoutPath;

    @Value("${xxl.sso.redis.address}")
    private String xxlSsoRedisAddress;

    @Value("${xxl-sso.excluded.paths}")
    private String xxlSsoExcludedPaths;


    @Bean
    public FilterRegistrationBean xxlSsoFilterRegistration() {

        // xxl-sso, redis init
        JedisUtil.init(xxlSsoRedisAddress);

        // xxl-sso, filter init
        FilterRegistrationBean registration = new FilterRegistrationBean();

        registration.setName("XxlSsoWebFilter");
        registration.setOrder(1);
        registration.addUrlPatterns("/*");
        //token使用的是XxlSsoTokenFilter
        registration.setFilter(new XxlSsoTokenFilter());
        registration.addInitParameter(Conf.SSO_SERVER, xxlSsoServer);
        registration.addInitParameter(Conf.SSO_LOGOUT_PATH, xxlSsoLogoutPath);
        registration.addInitParameter(Conf.SSO_EXCLUDED_PATHS, xxlSsoExcludedPaths);

        return registration;
    }

    @Override
    public void destroy() throws Exception {

        // xxl-sso, redis close
        JedisUtil.close();
    }

}
复制代码

5.6.3 验证 (模拟请求 Token 方式接入SSO的接口)

• 修改Host文件：域名方式访问认证中心，模拟跨域与线上真实环境

### 在host文件中添加以下内容0
127.0.0.1 xxlssoserver.com
127.0.0.1 xxlssoclient1.com
127.0.0.1 xxlssoclient2.com
复制代码

• 分别运行 "xxl-sso-server" 与 "xxl-sso-token-sample-springboot"
• 认证中心搭建成功后，默认为Token方式登陆提供API接口:
• 1、登陆接口：/app/login参数：POST参数username：账号password：账号响应：JSON格式code：200 表示成功、其他失败msg：错误提示data: 登陆用户的 sso sessionid
• 2、注销接口：/app/logout参数：POST参数sessionId：登陆用户的 sso sessionid响应：JSON格式code：200 表示成功、其他失败msg：错误提示
• 3、登陆状态校验接口：/app/logincheck参数：POST参数sessionId：登陆用户的 sso sessionid响应：JSON格式code：200 表示成功、其他失败msg：错误提示data：登陆用户信息userid：用户IDusername：用户名
• idea的http client测试如下：

##client1
POST http://xxlssoclient1.com:8082/xxl-sso-token-sample-springboot/
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
xxl_sso_sessionid: 1000_bac4555c627e4233b6da7d3f9b91aff5

###

##client2
http://xxlssoclient2.com:8082/xxl-sso-token-sample-springboot/
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
xxl_sso_sessionid: 1000_bac4555c627e4233b6da7d3f9b91aff5



###

##校验
POST http://xxlssoserver.com:8080/xxl-sso-server/app/logincheck
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

sessionId=1000_9df8ee645d7f435fb5f76c9223dfe6e8


###

##注销
POST http://xxlssoserver.com:8080/xxl-sso-server/app/logout
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

sessionId=1000_0ec8e28158da4241926314e0b3b9b834


###

#登录sso
POST http://xxlssoserver.com:8080/xxl-sso-server/app/login
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

username=user&password=123456

复制代码

• SSO登录/注销流程验证：
  • 可参考测试用例 ：com.xxl.app.sample.test.TokenClientTest
• 正常情况下，登录流程如下：
  • 1、获取用户输入的账号密码后，请求SSO Server的登录接口，获取用户 sso sessionid ；（参考代码：TokenClientTest.loginTest）
  • 2、登陆成功后，获取到 sso sessionid ，需要主动存储，后续请求时需要设置在 Header参数 中
  • 3、此时，使用 sso sessionid 访问受保护的 "Client01应用" 和 "Client02应用" 提供的接口，接口均正常返回（参考代码：TokenClientTest.clientApiRequestTest）
• 正常情况下，注销流程如下：
  • 1、请求SSO Server的注销接口，注销登陆凭证 sso sessionid ；（参考代码：TokenClientTest.logoutTest）
  • 2、注销成功后，sso sessionid 将会全局失效
  • 3、此时，使用 sso sessionid 访问受保护的 "Client01应用" 和 "Client02应用" 提供的接口，接口请求将会被拦截，提示未登录并返回状态码 501（参考代码：TokenClientTest.clientApiRequestTest）

六、总体设计

6.1 架构图

6.2 功能定位

XXL-SSO 是一个分布式单点登录框架。只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统。

借助 XXL-SSO，可以快速实现分布式系统单点登录。

6.3 核心概念

概念	说明
SSO Server	中央认证服务，支持集群
SSO Client	接入SSO认证中心的Client应用
SSO SessionId	登录用户会话ID，SSO 登录成功为用户自动分配
SSO User	登录用户信息，与 SSO SessionId 相对应

6.4 登录流程剖析

• 用户于Client端应用访问受限资源时，将会自动 redirect 到 SSO Server 进入统一登录界面
• 用户登录成功之后将会为用户分配 SSO SessionId 并 redirect 返回来源Client端应用，同时附带分配的 SSO SessionId
• 在Client端的SSO Filter里验证 SSO SessionId 无误，将 SSO SessionId 写入到用户浏览器Client端域名下 cookie 中
• SSO Filter验证 SSO SessionId 通过，受限资源请求放行

6.5 注销流程剖析

• 用户与Client端应用请求注销Path时，将会 redirect 到 SSO Server 自动销毁全局 SSO SessionId，实现全局销毁
• 然后，访问接入SSO保护的任意Client端应用时，SSO Filter 均会拦截请求并 redirect 到 SSO Server 的统一登录界面

6.6 基于Cookie，相关概念

• 登录凭证存储：登录成功后，用户登录凭证被自动存储在浏览器Cookie中
• Client端校验登录状态：通过校验请求Cookie中的是否包含用户登录凭证判断
• 系统角色模型：
  • SSO Server：认证中心，提供用户登录、注销以及登录状态校验等功能
  • Client应用：受SSO保护的Client端Web应用，为用户浏览器访问提供服务
  • 用户：发起请求的用户，使用浏览器访问

6.7 基于Token，相关概念

• 登录凭证存储：登录成功后，获取到登录凭证（xxl_sso_sessionid=xxx），需要主动存储，如存储在 localStorage、Sqlite 中
• Client端校验登录状态：通过校验请求 Header参数 中的是否包含用户登录凭证（xxl_sso_sessionid=xxx）判断；因此，发送请求时需要在 Header参数 中设置登陆凭证
• 系统角色模型：
  • SSO Server：认证中心，提供用户登录、注销以及登录状态校验等功能
  • Client应用：受SSO保护的Client端Web应用，为用户请求提供接口服务
  • 用户：发起请求的用户，如使用Android、IOS、桌面客户端等请求访问

6.8 未登录状态请求处理

基于Cookie，未登录状态请求：

• 页面请求：redirect 到SSO Server登录界面
• JSON请求：返回未登录的JSON格式响应数据
  • 数据格式：
    • code：501 错误码
    • msg：sso not login.

基于Token，未登录状态请求：

• 返回未登录的JSON格式响应数据
  • 数据格式：
    • code：501 错误码
    • msg：sso not login.

6.9 登录态自动延期

支持自定义登录态有效期窗口，默认24H，当登录态有效期窗口过半时，自动顺延一个周期。

6.10 记住密码

未记住密码时，关闭浏览器则登录态失效；记住密码时，登录态自动延期，在自定义延期时间的基础上，原则上可以无限延期。

6.11 路径排除

自定义路径排除Path，允许设置多个，且支持Ant表达式。用于排除SSO客户端不需要过滤的路径。