OAuth2.0原理解读

OAuth2.0是一个开放授权协议,或者理解为一个标准,在全世界得到广泛应用,目前版本是2.0;OAuth一共有两个版本,2007年12月发布了1.0版本,2010年4月发布了2.0版本,由于1.0版本存在严重的安全漏洞,而在2.0版本中解决了该问题。并在2012年10月,OAuth 2.0协议正式发布为RFC 6749(中文翻译)。

1. 模拟一个OAuth2.0的应用场景

有一个"云冲印"的网站,可以将用户储存在Google的照片,冲印出来。用户为了使用该服务,必须让"云冲印"读取自己储存在Google上的照片。

问题是只有得到用户的授权,Google才会同意"云冲印"读取这些照片。那么,"云冲印"怎样获得用户的授权呢?

传统方法是,用户将自己的Google用户名和密码,告诉"云冲印",后者就可以读取用户的照片了。这样的做法有以下几个严重的缺点。

"云冲印"为了后续的服务,会保存用户的密码,这样很不安全。
Google不得不部署密码登录,而我们知道,单纯的密码登录并不安全。
"云冲印"拥有了获取用户储存在Google所有资料的权力,用户没法限制"云冲印"获得授权的范围和有效期。
用户只有修改密码,才能收回赋予"云冲印"的权力。但是这样做,会使得其他所有获得用户授权的第三方应用程序全部失效。
只要有一个第三方应用程序被破解,就会导致用户密码泄漏,以及所有被密码保护的数据泄漏。
OAuth就是为了解决上面这些问题而诞生的。

2. OAuth2.0角色的声明

OAuth定义了四种角色:

1)资源所有者

能够许可对受保护资源的访问权限的实体。当资源所有者是个人时,它被称为最终用户。(上述场景中代指“用户”)

2)资源服务器

托管受保护资源的服务器,能够接收和响应使用访问令牌对受保护资源的请求。

3)客户端

使用资源所有者的授权 代表资源所有者发起对受保护资源的请求的应用程序。术语“客户端”并非特指任何特定的的实现特点(例如:应用程序是否是在服务器、台式机或其他设备上执行)。上述场景代指“云冲印”。

4)授权服务器

在成功验证资源所有者且获得授权后颁发访问令牌给客户端的服务器。

授权服务器和资源服务器之间的交互超出了本规范的范围。授权服务器可以和资源服务器是同一台服务器,也可以是分离的个体。一个授权服务器可以颁发被多个资源服务器接受的访问令牌。

3. OAuth解决思路

OAuth在"客户端"与"服务提供商"之间,设置了一个授权层(authorization layer)。"客户端"不能直接登录"服务提供商",只能登录授权层,以此将用户与客户端区分开来。"客户端"登录授权层所用的令牌(token),与用户的密码不同。用户可以在登录的时候,指定授权层令牌的权限范围和有效期。

"客户端"登录授权层以后,"服务提供商"根据令牌的权限范围和有效期,向"客户端"开放用户储存的资料。

4. OAuth2.0开放授权协议流程

协议流程

协议流程图描述了四种角色之间的交互,包括一下步骤(最重要的是B步骤,即用户如何给客户端进行授权):

  • A)客户端从资源所有者处请求授权。授权请求可以直接向资源所有者发起(如图所示),或者更可取的是通过授权服务器作为中介间接发起
  • B)客户端收到授权许可,这是一个代表资源所有者的授权的凭据,使用本规范中定义的四种许可类型之一或者使用扩展许可类型表示。授权许可类型取决于客户端请求授权所使用的方法以及授权服务器支持的类型。
  • C)客户端与授权服务器进行身份认证并出示授权许可以请求访问令牌。
  • D)授权服务器验证客户端身份并验证授权许可,若有效则颁发访问令牌。
  • E)客户端从资源服务器请求受保护资源并出示访问令牌进行身份验证。
  • F)资源服务器验证访问令牌,若有效则处理该请求。

5. 授权许可类型

1)授权码

授权码通过使用授权服务器做为客户端与资源所有者的中介而获得。客户端不是直接从资源所有者请求授权,而是引导资源所有者至授权服务器(由在RFC2616中定义的用户代理),授权服务器之后引导资源所有者带着授权码回到客户端。

在引导资源所有者携带授权码返回客户端前,授权服务器会鉴定资源所有者身份并获得其授权。由于资源所有者只与授权服务器进行身份验证,所以资源所有者的凭据不需要与客户端分享。


授权码模式流程图

它的步骤如下:(这个图添加了用户代理角色,一般可认为是浏览器提供这个角色)
(A)用户访问客户端,后者将前者导向认证服务器。
(B)用户选择是否给予客户端授权。
(C)假设用户给予授权,认证服务器将用户导向客户端事先指定的"重定向URI"(redirection URI),同时附上一个授权码。
(D)客户端收到授权码,附上早先的"重定向URI",向认证服务器申请令牌。这一步是在客户端的后台的服务器上完成的,对用户不可见。
(E)认证服务器核对了授权码和重定向URI,确认无误后,向客户端发送访问令牌(access token)和更新令牌(refresh token)。

2)隐式授权

该方式不通过第三方应用程序的服务器,直接在浏览器中向认证服务器申请令牌,跳过了"授权码"这个步骤,因此得名。所有步骤在浏览器中完成,令牌对访问者是可见的,且客户端不需要认证。

隐式许可是为用如JavaScript等脚本语言在浏览器中实现的客户端而优化的一种简化的授权码流程。在隐式许可流程中,不再给客户端颁发授权码,取而代之的是客户端直接被颁发一个访问令牌(作为资源所有者的授权)。这种许可类型是隐式的,因为没有中间凭据(如授权码)被颁发(之后用于获取访问令牌)。

当在隐式许可流程中颁发访问令牌时,发授权服务器不对客户端进行身份验证。在某些情况下,客户端身份可以通过用于向客户端传送访问令牌的重定向URI验证。访问令牌可能会暴露给资源所有者,或者对资源所有者的用户代理有访问权限的其他应用程序。


隐式模式(简化模式)

它的步骤如下:
(A)客户端将用户导向认证服务器。
(B)用户决定是否给于客户端授权。
(C)假设用户给予授权,认证服务器将用户导向客户端指定的"重定向URI",并在URI的Hash部分包含了访问令牌。
(D)浏览器向资源服务器发出请求,其中不包括上一步收到的Hash值。
(E)资源服务器返回一个网页,其中包含的代码可以获取Hash值中的令牌。
(F)浏览器执行上一步获得的脚本,提取出令牌。
(G)浏览器将令牌发给客户端。

3)密码模式

密码模式(Resource Owner Password Credentials Grant)中,用户向客户端提供自己的用户名和密码。客户端使用这些信息,向"服务商提供商"索要授权。

在这种模式中,用户必须把自己的密码给客户端,但是客户端不得储存密码。这通常用在用户对客户端高度信任的情况下,比如客户端是操作系统的一部分,或者由一个著名公司出品。而认证服务器只有在其他授权模式无法执行的情况下,才能考虑使用这种模式。


密码模式流程图

它的步骤如下:
(A)用户向客户端提供用户名和密码。
(B)客户端将用户名和密码发给认证服务器,向后者请求令牌。
(C)认证服务器确认无误后,向客户端提供访问令牌。

4)客户端授权

客户端模式(Client Credentials Grant)指客户端以自己的名义,而不是以用户的名义,向"服务提供商"进行认证。严格地说,客户端模式并不属于OAuth框架所要解决的问题。在这种模式中,用户直接向客户端注册,客户端以自己的名义要求"服务提供商"提供服务,其实不存在授权问题。

客户端模式(Client Credentials Grant)指客户端以自己的名义,而不是以用户的名义,向"服务提供商"进行认证。严格地说,客户端模式并不属于OAuth框架所要解决的问题。在这种模式中,用户直接向客户端注册,客户端以自己的名义要求"服务提供商"提供服务,其实不存在授权问题
客户端授权流程图

它的步骤如下:
(A)客户端向认证服务器进行身份认证,并要求一个访问令牌。
(B)认证服务器确认无误后,向客户端提供访问令牌。

参考文章:

  1. OAuth2.0认证和授权原理
  2. github:jeansfish/RFC6749.zh-cn

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