Hi! 我是小小,本期又见面了,小小目前正在往回赶,预计14日左右就能到达北京,重新开始自己的实习生涯。我是小小,我们本期的内容是面试常见问题之-单点登录的三种实现方式。

前言

这里主要阐述单点登录的机制

定义

什么是单点登录?单点登录全称Single Sign On(以下简称SSO),是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

登录

相比于单系统登录,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

面试官 |  这位连单点登录都不知道,让他回家等通知去吧插图
下面对上图简要描述

  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
  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会最初的请求地址(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认证中心及各个子系统建立会话,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

  15. 局部会话存在,全局会话一定存在

  16. 全局会话存在,局部会话不一定存在
  17. 全局会话销毁,局部会话必须销毁

注销

  单点登录自然也要单点注销,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
面试官 |  这位连单点登录都不知道,让他回家等通知去吧插图(1)
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

部署图

单点登录涉及sso认证中心与众子系统,子系统与sso认证中心需要通信以交换令牌、校验令牌及发起注销请求,因而子系统必须集成sso的客户端,sso认证中心则是sso服务端,整个单点登录过程实质是sso客户端与服务端通信的过程,用下图描述

面试官 |  这位连单点登录都不知道,让他回家等通知去吧插图(2)

实现

只是简要介绍下基于java的实现过程,不提供完整源码,明白了原理,我相信你们可以自己实现。sso采用客户端/服务端架构,我们先看sso-client与sso-server要实现的功能(下面:sso认证中心=sso-server)

  sso-client

  1. 拦截子系统未登录用户请求,跳转至sso认证中心
  2. 接收并存储sso认证中心发送的令牌
  3. 与sso-server通信,校验令牌的有效性
  4. 建立局部会话
  5. 拦截用户注销请求,向sso认证中心发送注销请求
  6. 接收sso认证中心发出的注销请求,销毁局部会话
      sso-server

  7. 验证用户的登录信息

  8. 创建全局会话
  9. 创建授权令牌
  10. 与sso-client通信发送令牌
  11. 校验sso-client令牌有效性
  12. 系统注册
  13. 接收sso-client注销请求,注销所有会话

sso-client拦截未登录请求

 java拦截请求的方式有servlet、filter、listener三种方式,我们采用filter。在sso-client中新建LoginFilter.java类并实现Filter接口,在doFilter()方法中加入对未登录用户的拦截

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
    HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
    HttpServletResponse res = (HttpServletResponse) response;
    HttpSession session = req.getSession();

    if (session.getAttribute("isLogin")) {
        chain.doFilter(request, response);
        return;
    }
    //跳转至sso认证中心
    res.sendRedirect("sso-server-url-with-system-url");
}

sso-server拦截未登录请求

  拦截从sso-client跳转至sso认证中心的未登录请求,跳转至登录页面,这个过程与sso-client完全一样

sso-server验证用户登录信息

  用户在登录页面输入用户名密码,请求登录,sso认证中心校验用户信息,校验成功,将会话状态标记为“已登录”

@RequestMapping("/login")
public String login(String username, String password, HttpServletRequest req) {
    this.checkLoginInfo(username, password);
    req.getSession().setAttribute("isLogin", true);
    return "success";
}

sso-server创建授权令牌

  授权令牌是一串随机字符,以什么样的方式生成都没有关系,只要不重复、不易伪造即可,下面是一个例子

String token = UUID.randomUUID().toString();

sso-client取得令牌并校验

  sso认证中心登录后,跳转回子系统并附上令牌,子系统(sso-client)取得令牌,然后去sso认证中心校验,在LoginFilter.java的doFilter()中添加几行

// 请求附带token参数
String token = req.getParameter("token");
if (token != null) {
    // 去sso认证中心校验token
    boolean verifyResult = this.verify("sso-server-verify-url", token);
    if (!verifyResult) {
        res.sendRedirect("sso-server-url");
        return;
    }
    chain.doFilter(request, response);
}

  verify()方法使用httpClient实现,这里仅简略介绍,httpClient详细使用方法请参考官方文档

HttpPost httpPost = new HttpPost("sso-server-verify-url-with-token");
HttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpPost);

sso-server接收并处理校验令牌请求

用户在sso认证中心登录成功后,sso-server创建授权令牌并存储该令牌,所以,sso-server对令牌的校验就是去查找这个令牌是否存在以及是否过期,令牌校验成功后sso-server将发送校验请求的系统注册到sso认证中心(就是存储起来的意思)

  令牌与注册系统地址通常存储在key-value数据库(如redis)中,redis可以为key设置有效时间也就是令牌的有效期。redis运行在内存中,速度非常快,正好sso-server不需要持久化任何数据。

  令牌与注册系统地址可以用下图描述的结构存储在redis中,可能你会问,为什么要存储这些系统的地址?如果不存储,注销的时候就麻烦了,用户向sso认证中心提交注销请求,sso认证中心注销全局会话,但不知道哪些系统用此全局会话建立了自己的局部会话,也不知道要向哪些子系统发送注销请求注销局部会话
面试官 |  这位连单点登录都不知道,让他回家等通知去吧插图(3)

sso-client校验令牌成功创建局部会话

  令牌校验成功后,sso-client将当前局部会话标记为“已登录”,修改LoginFilter.java,添加几行

if (verifyResult) {
    session.setAttribute("isLogin", true);
}

  sso-client还需将当前会话id与令牌绑定,表示这个会话的登录状态与令牌相关,此关系可以用java的hashmap保存,保存的数据用来处理sso认证中心发来的注销请求

注销过程

 用户向子系统发送带有“logout”参数的请求(注销请求),sso-client拦截器拦截该请求,向sso认证中心发起注销请求

String logout = req.getParameter("logout");
if (logout != null) {
    this.ssoServer.logout(token);
}

  sso认证中心也用同样的方式识别出sso-client的请求是注销请求(带有“logout”参数),sso认证中心注销全局会话

@RequestMapping("/logout")
public String logout(HttpServletRequest req) {
    HttpSession session = req.getSession();
    if (session != null) {
        session.invalidate();//触发LogoutListener
    }
    return "redirect:/";
}

  sso认证中心有一个全局会话的监听器,一旦全局会话注销,将通知所有注册系统注销

public class LogoutListener implements HttpSessionListener {
    @Override
    public void sessionCreated(HttpSessionEvent event) {}
    @Override
    public void sessionDestroyed(HttpSessionEvent event) {
        //通过httpClient向所有注册系统发送注销请求
    }
}