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基于Cookie的SSO登录分析和实现

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什么是SSO?

现在很多大的互联网公司都会有很多的应用,比如以下是淘宝网的截图:

天猫 聚划算 头条等都是不同的应用,有的甚至采用完全不同的域名,但是所有在淘宝注册的用户都是使用的一套用户名和口令,如果在这些系统直接切换做不到登陆状态的同 步,体验是非常差的。再举个栗子,很多公司内部系统也有很多个,比如HR系统,财务系统,考勤系统等等,如果员工在一个系统登陆了,跳转到另外一个系统还 需要登陆,就会让人很不爽…

基于此,SSO(Single Sign On)应运而生。当然,我们来现实这个需求的方法有很多种,使用Cookie是其中比较简单的方式,主要需要解决的问题是:Cookie是不能跨域传递的,如何将一个域的Cookie通知给其它应用(不在同一个域)?

so,如果你对cookie机制不太熟悉,请先google,并大致了解为什么cookie会设计成不能跨域等相关问题。

如何实现?

SSO有以下几种方式实现

共享Cookie

当我们的子系统都在一个父级域名下时,我们可以将Cookie种在父域下,这样浏览器同域名下的Cookie则可以共享,这样可以通过Cookie加解密的算法获取用户SessionID,从而实现SSO。
但是,后面我们发现这种方式有几种弊端:
a. 所有同域名的系统都能获取SessionID,易被修改且不安全;
b. 跨域无法使用。

ticket验证,我们目前采取的是这种方式

这种实现的SSO有以下几个步骤:
a. 用户访问某个子系统,发现如果未登录,则引导用户跳转到SSO登录页面;
b. 判断SSO是否已经登录;
c. 如果已经登录,直接跳转到回调地址,并返回认证ticket;
d. 如果未登录,用户正确输入用户名/密码,认证通过跳转到回调地址,并返回认证ticket;
e. 子系统获取ticket,调用SSO获取用户uid等信息,成功后让用户登录。

前面已经说了,如何通过Cookie来实现SSO,主要是如何解决跨域问题。首先来谈谈Set-Cookie中的domain属性。

Cookie domain

为了让Http协议在一定程度上保持上下文,server在响应的头部可以加入Set-Cookie来写入一些数据到客户端,Set-Cookie中的domain字段用来表示这个cookie所在的域。
栗子:
我们访问www.cookieexm.com,如果server在返回头部中加入了Set-Cookie,如果不指定domain,那么默认这个cookie的域就是www.cookieexm.com,也就是只有访问www.cookieexm.com时客户端才会把这个cookie返给服务端。
如果我们指定domain.cookieexm.com,那么客户端在访问以下域名:www.cookieexm.com www1.cookieexm.com a.cookieexm.com ***.cookieexm.com 时都能够把cookie返回。
所以,我们得出一条结论:客户端对cookie的domain的匹配是从结尾进行匹配的,有了这个基础,我们就可以实现我们的SSO登陆了。

cookie中需要注意的

  • 设置为http-only
  • 涉及登录凭证(如票据或者用户名)应该加密
  • cookie不能存放隐私数据

具体方案

假设我们需要在如下子系统 **.a1.a2 **.b1.b2 **.c1.c2间实现单点登录,首先我们需要一个专门用于单点登陆的认证系统(sso.s1.s2)。假设目前系统处于未登录状态,访问www.a1.a2为例:

分别看一下每个步骤作用:

  1. 请求www.a1.a2
  2. www.a1.a2收到请求,检查是否携带登录的cookie,目前没有登陆过,那么重定向到sso认证中心
  3. SSO提供登陆窗口,用户输入用户名 口令。SSO系统验证用户名和口令
  4. 这一步是关键,如果登录成功,首先把SSO系统的Cookie放到客户端;同时,将用户的认证信息传递通过重定向传递给业务方,注意,这个传递明显不能通过cookie来传递(不同域嘛),一般是通过加密的querystring。
  5. 业务方的验证系统收到sso认证信息,再进行认证
  6. 业务方认证通过之后,把认证结果的cookie写入到.a1.a2,至此,SSO认证完成
  7. 重定向到业务系统www.a1.a2,由前面的结论可知,此时所有以.a1.a2结尾的业务系统都可以使用这个认证之后的cookie
  8. response

说明:
业务认证系统不一定存在,有些不是太敏感的系统可以直接从SSO Authorization重定向到业务系统,并把SSO的认证信息带过去。

承接上文,此时,如果用户访问www.b1.b2应用,如下图所示:

与访问www.a1.a2不同的是我们在重定向到SSO Authorization时已经不需要再去输入用户名,因为sso.s1.s2此时已经存有cookie,直接用cookie验证。
以上,就是一个简单的基于Cookie的登陆系统。

 

其中几个问题需要重点解决

  • 如何高效存储大量临时性的信任数据
  • 如何防止信息传递过程被篡改
  • 如何让SSO系统信任登录系统和免登系统

对于第一个问题,一般可以采用类似与memcached的分布式缓存的方案,既能提供可扩展数据量的机制,也能提供高效访问

对于第二个问题,一般采取数字签名的方法,要么通过数字证书签名,要么通过像md5的方式,这就需要SSO系统返回免登URL的时候对需验证的参数进行 md5加密,并带上token一起返回,最后需免登的系统进行验证信任关系的时候,需把这个token传给SSO系统,SSO系统通过对token的验证 就可以辨别信息是否被改过

对于最后一个问题,可以通过白名单来处理,说简单点只有在白名单上的系统才能请求生产信任关系,同理只有在白名单上的系统才能被免登录。

 

09 2017-09