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单点登录（SSO）的设计&实现思路

一、前言

1、SSO说明

SSO英文全称Single Sign On，单点登录。SSO是在多个应用系统中，用户只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统。https://baike.baidu.com/item/SSO/3451380

例如访问在网易账号中心（http://reg.163.com/ ）登录之后
访问以下站点都是登录状态

  • 网易直播 http://v.163.com
  • 网易博客 http://blog.163.com
  • 网易花田 http://love.163.com
  • 网易考拉 https://www.kaola.com
  • 网易Lofter http://www.lofter.com

2、设计目标

本篇文章也主要是为了探讨如何设计&实现一个SSO系统

以下为需要实现的核心功能：

  • 单点登录
  • 单点登出
  • 支持跨域单点登录
  • 支持跨域单点登出

二、SSO设计与实现

1、核心应用与依赖

单点登录（SSO）设计
应用/模块/对象 说明
前台站点 需要登录的站点
SSO站点-登录 提供登录的页面
SSO站点-登出 提供注销登录的入口
SSO服务-登录 提供登录服务
SSO服务-登录状态 提供登录状态校验/登录信息查询的服务
SSO服务-登出 提供用户注销登录的服务
数据库 存储用户账户信息
缓存 存储用户的登录信息，通常使用Redis

2、用户登录状态的存储与校验

常见的Web框架对于Session的实现都是生成一个SessionId存储在浏览器Cookie中。然后将Session内容存储在服务器端内存中，这个 ken.io 在之前Session工作原理中也提到过。整体也是借鉴这个思路。
用户登录成功之后，生成AuthToken交给客户端保存。如果是浏览器，就保存在Cookie中。如果是手机App就保存在App本地缓存中。本篇主要探讨基于Web站点的SSO。
用户在浏览需要登录的页面时，客户端将AuthToken提交给SSO服务校验登录状态/获取用户登录信息

对于登录信息的存储，建议采用Redis，使用Redis集群来存储登录信息，既可以保证高可用，又可以线性扩充。同时也可以让SSO服务满足负载均衡/可伸缩的需求。

对象 说明
AuthToken 直接使用UUID/GUID即可，如果有验证AuthToken合法性需求，可以将UserName+时间戳加密生成，服务端解密之后验证合法性
登录信息 通常是将UserId，UserName缓存起来

3、用户登录/登录校验

  • 登录时序图
SSO系统设计-登录时序图

按照上图，用户登录后Authtoken保存在Cookie中。 domian= test. com
浏览器会将domain设置成 .test.com，
这样访问所有*.test.com的web站点，都会将Authtoken携带到服务器端。
然后通过SSO服务，完成对用户状态的校验/用户登录信息的获取

  • 登录信息获取/登录状态校验
SSO系统设计-登录信息获取/登录状态校验

4、用户登出

用户登出时要做的事情很简单：

  1. 服务端清除缓存（Redis）中的登录状态
  2. 客户端清除存储的AuthToken
  • 登出时序图
SSO系统设计-用户登出

5、跨域登录、登出

前面提到过，核心思路是客户端存储AuthToken，服务器端通过Redis存储登录信息。由于客户端是将AuthToken存储在Cookie中的。所以跨域要解决的问题，就是如何解决Cookie的跨域读写问题。

解决跨域的核心思路就是：

  • 登录完成之后通过回调的方式，将AuthToken传递给主域名之外的站点，该站点自行将AuthToken保存在当前域下的Cookie中。

  • 登出完成之后通过回调的方式，调用非主域名站点的登出页面，完成设置Cookie中的AuthToken过期的操作。

  • 跨域登录（主域名已登录）

SSO系统设计-跨域登录（主域名已登录）
  • 跨域登录（主域名未登录）
SSO系统设计-跨域登录（主域名未登录）
  • 跨域登出
SSO系统设计-跨域登出

三、备注

  • 关于方案

这次设计方案更多是提供实现思路。如果涉及到APP用户登录等情况，在访问SSO服务时，增加对APP的签名验证就好了。当然，如果有无线网关，验证签名不是问题。

  • 关于时序图

时序图中并没有包含所有场景，ken.io只列举了核心/主要场景，另外对于一些不影响理解思路的消息能省就省了。

  • 前置知识

1、Session的工作原理和使用经验：https://ken.io/note/session-principle-skill
2、Cookie的特点和使用经验/建议总结：https://ken.io/note/cookie-feature-skill

以上，如有疑问，欢迎联系我：https://ken.io/home/about

本文首发于我的独立博客：https://ken.io/note/sso-design-implement

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