CAS实现单点登录SSO执行原理探究(终于明白了)

傷城~ 2022-06-05 08:45 134阅读 0赞

# 一、不落俗套的开始 #

## 1、背景介绍 ##

单点登录：Single Sign On,简称SSO，SSO使得在多个应用系统中，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。

CAS框架：CAS（Central Authentication Service）是实现SSO单点登录的框架。

## 2、盗一张学习CAS绝大多都看过的图以及执行部分分析 ##

注：已分不清原创，此处就不给出地址了。

![这里写图片描述][20160905134018381]

> 从结构上看，CAS包含两个部分：CAS Server 和CAS Client需要独立部署，主要负责对用户的认证工作；CAS   
> Client负责处理对客户端受保护资源的访问请求，需要登录时，重定向到CAS Server.图1是CAS最基本的协议过程：
> 
> CAS Client 与受保护的客户端应用部署在一起，以Filter方式保护 Web 应用的受保护资源，过滤从客户端过来的每一个 Web   
> 请求，同时， CAS Client会分析HTTP 请求中是否包请求 Service Ticket( 上图中的 Ticket)   
> ，如果没有，则说明该用户是没有经过认证的，于是，CAS Client会重定向用户请求到CAS Server（ Step 2 ）。 Step   
> 3是用户认证过程，如果用户提供了正确的Credentials， CAS Server 会产生一个随机的 Service Ticket   
> ，然后，缓存该 Ticket ，并且重定向用户到CAS Client（附带刚才产生的Service Ticket）， Service   
> Ticket 是不可以伪造的，最后， Step 5 和 Step6是 CAS Client 和 CAS   
> Server之间完成了一个对用户的身份核实，用Ticket查到 Username ，因为 Ticket是 CAS Server   
> 产生的，因此，所以 CAS Server 的判断是毋庸置疑的。
> 
> 该协议完成了一个很简单的任务，所有与CAS的交互均采用SSL协议，确保ST和TGC的安全性。协议工作过程会有2此重定向过程，但是CAS   
> Client与CAS Server之间进行ticket验证的过程对于用户是透明的。
> 
> 总结一下，如下：
> 
> 访问服务： SSO 客户端发送请求访问应用系统提供的服务资源。
> 
> 定向认证： SSO 客户端会重定向用户请求到 SSO 服务器。
> 
> 用户认证：用户身份认证。
> 
> 发放票据： SSO 服务器会产生一个随机的 Service Ticket 。
> 
> 验证票据： SSO 服务器验证票据 Service Ticket 的合法性，验证通过后，允许客户端访问服务。
> 
> 传输用户信息： SSO 服务器验证票据通过后，传输用户认证结果信息给客户端。

# 二、在云里雾里进一步搜索、探究 #

先给出此部分内容出处： [《SSO CAS单点系列》之 实现一个SSO认证服务器是这样的][SSO CAS_ _SSO]，以下标红部分为自己的疑问。

## 1、登录信息传递 ##

![这里写图片描述][20160905134331993]   
用户首次登录时流程如下：

1)、用户浏览器访问系统A需登录受限资源，此时进行登录检查，发现未登录，然后进行获取票据操作，发现没有票据。

2)、系统A发现该请求需要登录，将请求重定向到认证中心，获取全局票据操作，没有，进行登录。

3)、认证中心呈现登录页面，用户登录，登录成功后，认证中心重定向请求到系统A，并附上认证通过令牌，此时认证中心同时生成了全局票据。

4)、此时再次进行登录检查，发现未登录，然后再次获取票据操作，此时可以获得票据(令牌)，系统A与认证中心通信，验证令牌有效,证明用户已登录。

5)、系统A将受限资源返给用户。

![这里写图片描述][20160905134415791]   
已登录用户首次访问应用群中系统B时：

1)、浏览器访问另一应用B需登录受限资源，此时进行登录检查，发现未登录，然后进行获取票据操作，发现没有票据。

2)、系统B发现该请求需要登录，将请求重定向到认证中心，获取全局票据操作，获取全局票据，可以获得，认证中心发现已经登录。

3)、认证中心发放临时票据(令牌)，并携带该令牌重定向到系统B。

4)、此时再次进行登录检查，发现未登录，然后再次获取票据操作，此时可以获得票据(令牌)，系统B与认证中心通信，验证令牌有效,证明用户已登录。

5)、系统B将受限资源返回给客户端。

## 2、登录状态判断 ##

用户到认证中心登录后，用户和认证中心之间建立起了会话，我们把这个会话称为全局会话。当用户后续访问系统应用时，我们不可能每次应用请求都到认证中心去判定是否登录，这样效率非常低下，这也是单Web应用不需要考虑的。

我们可以在系统应用和用户浏览器之间建立起局部会话，局部会话保持了客户端与该系统应用的登录状态，局部会话依附于全局会话存在，全局会话消失，局部会话必须消失。

用户访问应用时，首先判断局部会话是否存在，如存在，即认为是登录状态，无需再到认证中心去判断。如不存在，就重定向到认证中心判断全局会话是否存在，如存在，按1提到的方式通知该应用，该应用与客户端就建立起它们之间局部会话，下次请求该应用，就不去认证中心验证了。

## 3、登出 ##

用户在一个系统登出了，访问其它子系统，也应该是登出状态。要想做到这一点，应用除结束本地局部会话外，还应该通知认证中心该用户登出。

认证中心接到登出通知，即可结束全局会话，同时需要通知所有已建立局部会话的子系统，将它们的局部会话销毁。这样，用户访问其它应用时，都显示已登出状态。

整个登出流程如下：

1)、客户端向应用A发送登出Logout请求。   
2)、应用A取消本地会话，同时通知认证中心，用户已登出。   
3)、应用A返回客户端登出请求。   
4)、认证中心通知所有用户登录访问的应用，用户已登出。

# 三、拨开云雾见青天 #

## 1、对上面所有标红疑问一一解释 ##

1)、问：系统A是如何发现该请求需要登录重定向到认证中心的？   
答：用户通过浏览器地址栏访问系统A，系统A(也可以称为CAS客户端)去Cookie中拿JSESSION，即在Cookie中维护的当前回话session的id，如果拿到了，说明用户已经登录，如果未拿到，说明用户未登录。

2)、问：系统A重定向到认证中心，发送了什么信息或者地址变成了什么？   
答：假如系统A的地址为`http://a:8080/`，CAS认证中心的服务地址为`http://cas.server:8080/`，那么重点向前后地址变化为：`http://a:8080/`————>`ttp://cas.server:8080/?service=http://a:8080/`，由此可知，重点向到认证中心，认证中心拿到了当前访问客户端的地址。

3)、问：登录成功后，认证中心重定向请求到系统A，认证通过令牌是如何附加发送给系统A的？   
答：重定向之后的地址栏变成：`http://a:8080/?ticket=ST-XXXX-XXX`，将票据以ticket为参数名的方式通过地址栏发送给系统A

4)、问：系统A验证令牌，怎样操作证明用户登录的？   
答：系统A通过地址栏获取ticket的参数值ST票据，然后从后台将ST发送给CAS server认证中心验证，验证ST有效后，CAS server返回当前用户登录的相关信息，系统A接收到返回的用户信息，并为该用户创建session会话，会话id由cookie维护，来证明其已登录。

5)、问：登录B系统，认证中心是如何判断用户已经登录的？   
答：在系统A登录成功后，用户和认证中心之间建立起了全局会话，这个全局会话就是TGT(Ticket Granting Ticket)，TGT位于CAS服务器端，TGT并没有放在Session中，也就是说，CAS全局会话的实现并没有直接使用Session机制，而是利用了Cookie自己实现的，这个Cookie叫做TGC(Ticket Granting Cookie)，它存放了TGT的id,保存在用户浏览器上。   
相关内容分析可以查看：[《SSO CAS单点系列》之 实操！轻松玩转SSO CAS就这么简单(相识篇)][SSO CAS_ _SSO CAS]

用户发送登录系统B的请求，首先会去Cookie中拿JSESSION，因为系统B并未登录过，session会话还未创建，JSESSION的值是拿不到的，然后将请求重定向到CAS认证中心，CAS认证中心先去用户浏览器中拿TGC的值，也就是全局会话id，如果存在则代表用户在认证中心已经登录，附带上认证令牌重定向到系统B。

上面登录状态判断也是这个逻辑。

6)、问：登出的过程，各个系统对当前用户都做了什么？   
答：认证中心清除当前用户的全局会话TGT，同时清掉cookie中TGT的id：TGC；   
然后是各个客户端系统，比如系统A、系统B，清除局部会话session，同时清掉cookie中session会话id：jsession

## 2、对系统A登录流程图添加注释，查看 ##

![这里写图片描述][20160905135324296]

[20160905134018381]: /images/20220605/a8924386cbbb4be09806a04790478517.png
[SSO CAS_ _SSO]: http://www.imooc.com/article/3558
[20160905134331993]: /images/20220605/2ef51f318c934513816086cb5cb059af.png
[20160905134415791]: /images/20220605/b422aa19bca64ec794fb95d65c692903.png
[SSO CAS_ _SSO CAS]: http://www.imooc.com/article/3720
[20160905135324296]: /images/20220605/bd4611bf65dd49a681700af15aea2fae.png