认证和授权
认证:确认该用户的身份是他所声明的那个人
授权:根据用户身份授予他访问特定资源的权限
当用户登录应用系统时,系统需要先认证用户身份,然后依据用户身份再进行授权。认证与授权需要联合使用,才能让用户真正登入并使用应用系统。
CAS
CAS,Central Authentication Server,一种常见的B/S架构的SSO协议。和其它任何SSO协议一样,用户仅需登录一次,访问其它应用则无需再次登录。
CAS是一种仅用于Authentication的服务,和OAuth/OIDC协议不一样,并不能作为一种Authorization的协议。
当前CAS协议包括CAS 1.0、CAS2.0、CAS3.0版本,这三个版本的认证流程基本类似。
CAS的认证流程通过包括几部分参与者:
client:通常为使用浏览器的用户
CAS Client:实现CAS协议的web应用
CAS Server:作为统一认证的CAS服务器
认证流程大致为:
1.client(终端用户)在浏览器里请求访问web应用example;
2.浏览器发起一个GET请求访问example应用的主页https://www.example.com;
3.应用example发现当前用户处于未登录状态,redirect用户至CAS服务器进行认证;
4.用户请求CAS服务器;
5.CAS发现当前用户在CAS服务器中处于未登录状态,要求用户必须得先登录;
6.CAS服务器返回登录页面至浏览器;
7.用户在登录页面中输入用户名和密码(或者其它认证方式)
8.用户把用户名和密码通过POST,提交至CAS服务器
9.CAS对用户身份进行认证,若用户名和密码正确,则生成SSO会话,且把会话ID通过cookie的方式返回至用户的浏览器端(此时,用户在CAS服务端处于登录状态)
10.CAS服务器同时也会把用户重定向至CAS client,且同时发送一个Service Ticket;
11.CAS client的服务端收到Service Ticket以后,请求CAS Server对该ticket进行校验;
12.CAS Server把校验结果返回给CAS Client,校验结果包括该ticket是否合法,以及该ticket中包含对用户信息;
13.至此,CAS Client根据Service Ticket得知当前登录用户的身份,CAS Client处于登录状态
经过上述流程,CAS Server和CAS Client都处于登录状态,当用户如果访问另外一个CAS Client2的时候,用户不需要再次认证,即会跳过5.6.7.8.9这几步,从而达到SSO的效果。
注: CAS 1.0是个非常简单粗陋的协议,在2.0、3.0版本中,Service Ticket的校验结果均为XML格式, 且引入了一种proxy模式(不在本文做深入讨论)。
CAS协议的详细标准定义,请参考:
https://apereo.github.io/cas/6.2.x/protocol/CAS-Protocol-Specification.html
笔者意见:
- CAS协议是一个比较简陋单点登陆协议,协议本身比较轻量级也比较容易实现,但是能够解决的场景比较单一;
- 杂乱:CAS 3.0又引入了基于SAML对Service Ticket进行校验;
- CAS Client和CAS Server之间的互信是通过接口调用的方式来建立, 没有任何加密/签名机制来保证进一步的安全;
- 缺乏校验CAS Client自身身份的机制;
- 市面上实现了CAS协议的应用并不多,笔者也不推荐这种协议。
OAuth 2.0
谈到OAuth, 通常是指OAuth 2.0协议,它是一种Authorization协议并不是一种Authentication协议,虽然OAuth 2的流程中只描述了Authorization。但是在实际使用中,Authorization脱离Authentication并没有任何意义。
OAuth 2.0解决的主要场景是:第三方应用如何被授权访问资源服务器。
整个流程参与者包括几个组成部分:
Resource Owner:资源拥有者,通常为终端用户
Resource Server:资源提供者
Authorization Server:授权服务器
Client:请求访问服务访问的应用
抽象的授权流程大致为:
假定一个在线音乐服务,用户zhangsan想通过某音视频播放软件来播放在线音乐,但是在播放音乐之前,该音视频软件必须通过YuFu(即玉符IDaaS)认证授权,得到zhangsan的同意之后才能访问在线音乐。
在这个场景中,zhangsan为resource owner,在线音乐服务为resource server,某音视频播放软件为client,YuFu作为Authorization Server。
1.音视频软件向zhangsan发起授权请求,请求zhangsan同意访问在线音乐服务;
2.根据不同的授权模式,zhangsan同意该授权,且返回一个“授权”给音视频软件;
3.音视频软件携带zhangsan的授权,请求YuFu颁发一个access_token,用于访问在线音乐;
4.YuFu校验音视频软件自身的合法性之后,颁发access_token;
5.音视频软件携带access_token,代表zhangsan请求访问在线音乐;
6.在线音乐校验完access_token以后,提供音乐服务,播放器开始播放音乐
上述是一个抽象的授权流程,而在具体实现中,在前三步中会有几个变种,即不同的授权模式,常见的授权模式包括:
Authorization Code Grant: 授权码模式,最为常用,最安全,强烈推荐;
Implicit Grant: 适用于SPA应用,已经不再推荐使用,被PKCE模式所替代;
Resource Owner Password Credentials Grant: 需要把用户的用户名和密码暴露给Client;
Client Credential Grant: 整个流程没有用户的概念,适用于服务端->服务端调用的场景。
可以发现在整个流程中,音视频播放软件并不需要知道zhangsan的密码,只是需要得到zhangsan的授权就可以访问在线音乐,整个授权由Authorization Server来负责的
本文并不会展开讨论Authorization Code模式,详细协议文档定义请参考:
https://tools.ietf.org/html/rfc6749
笔者意见:相比CAS协议,OAuth2.0不同的授权模式能够解决更多的场景,更安全、更流行,且通过PKCE模式能够实现移动端的单点登录,这个是其他SSO协议都不具备的。
OpenID Connect
OpenID Connect简称OIDC,是基于OAuth2.0扩展出来的一个协议。除了能够OAuth2.0中的Authorization的场景,还额外定义了Authentication的场景。
相比OAuth2,OIDC引入了id_token等和userinfo相关的概念:
整个OAuth2协议,只是定义了access_token/refresh_token,但是这俩token只是为了保护resource server的,并没有resource owner的身份信息。
OIDC引入id_token的概念,用这个特殊的token来表示这是resource owner的身份:
标准化id_token的格式:即大家熟知的JWT
标准化id_token的内容:standard claims
OIDC引入了关于如何获取详细userinfo的Endpoint;
OIDC定义了类似于SAML Metadata的Discovery接口,俗称well-known接口
OIDC协议的登陆授权流程和OAuth2.0基本类似, 整个流程的参与者也类似,只不过换了个术语:
OpenID Provider:简称OP,负责认证和授权
Replying Party:简称RP,OAuth2.0中的client
可以说OIDC协议是目前最主流的SSO标准协议,且对开发者友好,实现起来比较简单。
详细协议标准定义参考:
https://openid.net/specs/openid-connect-core-1_0.html
SAML2.0
SAML协议全称Security Assertion Markup Language,是一个基于XML的标准协议。SAML标准定义身份提供者Identity Provider和服务提供者Service Provider之间,如何通过SAML规范,采用加密和签名的方式来建立互信,从而交换用户身份信息。
SAML是一个非常古老的Authentication的协议,在早期B/S架构的企业级应用中非常流行。
SAML协议非常庞大,定义了很多optional的细节(不是必须实现)。但这个也是双刃剑,这一点恰恰也是SAML协议的缺点,作为实现者,必须得同时兼顾这些optional的细节,给开发者带来较大的挑战。
技术上,SAML协议基于XML,以assertion的方式,通过签名和加密交换用户身份信息,这一点和OIDC协议中的id_token类似(采用签名/加密的id_token来交换用户身份)
SAML流程的参与者包括Service Provider(SP)和Identity Provider(IDP)两个重要角色,且整个流程包括如下两个使用场景:
SP Initiated:服务提供者主动发起
IDP Initiated:身份认证服务器主动发起
下面是大致的认证流程:
1.End user从浏览器中请求访问某SP:https://www.example.com ;
2.https://www.example.com 发现用户未登录,则发起SAML的AuthnRequest请求至IDP,用户浏览器跳转至IDP页面;
3.IDP发现用户处于未登录状态,重定向用户至IDP的登录页面,请求用户进行身份验证
4.用户在登录页面中进行身份认证,通常情况下需要校验用户名和密码
5.IDP校验用户身份,若成功,则把包含着用户身份信息的校验结果,以SAML Response的形式,签名/加密发送给SP;
6.SP拿到用户身份信息以后,进行签名验证/解密,拿到明文的用户身份信息,此时SP处于登录状态,可以对用户提供服务;
可以看到,在整个流程中,IDP是负责颁发用户身份,SP负责信任IDP颁发的用户身份,SP和IDP之间的信任关系是需要提前建立的,即SP和IDP需要提前把双方的信息预先配置到对方,通过证书信任的方式来建立互信。
SAML协议的标准定义可参考:
http://docs.oasis-open.org/security/saml/Post2.0/sstc-saml-tech-overview-2.0.html
各协议简单对比
上面简单介绍了主流的几种SSO协议,本质上它们大同小异,都是基于中心信任的机制,服务提供者和身份提供者之间通过互信来交换用户信息,只是每个协议信息交换的细节不同,或者概念上有些不同。
最后,通过一个简单对比表格来总结本文重点内容:
上面简单介绍了主流的几种SSO协议,本质上它们大同小异,都是基于中心信任的机制,服务提供者和身份提供者之间通过互信来交换用户信息,只是每个协议信息交换的细节不同,或者概念上有些不同。
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