cas單點登錄認證原理


1、背景介紹

單點登錄:Single Sign On,簡稱SSO,SSO使得在多個應用系統中,用戶只需要登錄一次就可以訪問所有相互信任的應用系統。

CAS框架:CAS(Central Authentication Service)是實現SSO單點登錄的框架。

2、盜一張學習CAS絕大多都看過的圖以及執行部分分析

注:已分不清原創,此處就不給出地址了。

這里寫圖片描述

從結構上看,CAS包含兩個部分:CAS Server 和CAS Client需要獨立部署,主要負責對用戶的認證工作;CAS 
Client負責處理對客戶端受保護資源的訪問請求,需要登錄時,重定向到CAS Server.圖1是CAS最基本的協議過程:

CAS Client 與受保護的客戶端應用部署在一起,以Filter方式保護 Web 應用的受保護資源,過濾從客戶端過來的每一個 Web 
請求,同時, CAS Client會分析HTTP 請求中是否包請求 Service Ticket( 上圖中的 Ticket) 
,如果沒有,則說明該用戶是沒有經過認證的,於是,CAS Client會重定向用戶請求到CAS Server( Step 2 )。 Step 
3是用戶認證過程,如果用戶提供了正確的Credentials, CAS Server 會產生一個隨機的 Service Ticket 
,然后,緩存該 Ticket ,並且重定向用戶到CAS Client(附帶剛才產生的Service Ticket), Service 
Ticket 是不可以偽造的,最后, Step 5 和 Step6是 CAS Client 和 CAS 
Server之間完成了一個對用戶的身份核實,用Ticket查到 Username ,因為 Ticket是 CAS Server 
產生的,因此,所以 CAS Server 的判斷是毋庸置疑的。

該協議完成了一個很簡單的任務,所有與CAS的交互均采用SSL協議,確保ST和TGC的安全性。協議工作過程會有2此重定向過程,但是CAS 
Client與CAS Server之間進行ticket驗證的過程對於用戶是透明的。

總結一下,如下:

訪問服務: SSO 客戶端發送請求訪問應用系統提供的服務資源。

定向認證: SSO 客戶端會重定向用戶請求到 SSO 服務器。

用戶認證:用戶身份認證。

發放票據: SSO 服務器會產生一個隨機的 Service Ticket 。

驗證票據: SSO 服務器驗證票據 Service Ticket 的合法性,驗證通過后,允許客戶端訪問服務。

傳輸用戶信息: SSO 服務器驗證票據通過后,傳輸用戶認證結果信息給客戶端。

二、在雲里霧里進一步搜索、探究

先給出此部分內容出處: 《SSO CAS單點系列》之 實現一個SSO認證服務器是這樣的,以下標紅部分為自己的疑問。

1、登錄信息傳遞

這里寫圖片描述 
用戶首次登錄時流程如下:

1)、用戶瀏覽器訪問系統A需登錄受限資源,此時進行登錄檢查,發現未登錄,然后進行獲取票據操作,發現沒有票據。

2)、系統A發現該請求需要登錄,將請求重定向到認證中心,獲取全局票據操作,沒有,進行登錄。

3)、認證中心呈現登錄頁面,用戶登錄,登錄成功后,認證中心重定向請求到系統A,並附上認證通過令牌,此時認證中心同時生成了全局票據。

4)、此時再次進行登錄檢查,發現未登錄,然后再次獲取票據操作,此時可以獲得票據(令牌),系統A與認證中心通信,驗證令牌有效,證明用戶已登錄。

5)、系統A將受限資源返給用戶。

這里寫圖片描述 
已登錄用戶首次訪問應用群中系統B時:

1)、瀏覽器訪問另一應用B需登錄受限資源,此時進行登錄檢查,發現未登錄,然后進行獲取票據操作,發現沒有票據。

2)、系統B發現該請求需要登錄,將請求重定向到認證中心,獲取全局票據操作,獲取全局票據,可以獲得,認證中心發現已經登錄

3)、認證中心發放臨時票據(令牌),並攜帶該令牌重定向到系統B。

4)、此時再次進行登錄檢查,發現未登錄,然后再次獲取票據操作,此時可以獲得票據(令牌),系統B與認證中心通信,驗證令牌有效,證明用戶已登錄。

5)、系統B將受限資源返回給客戶端。

2、登錄狀態判斷

用戶到認證中心登錄后,用戶和認證中心之間建立起了會話,我們把這個會話稱為全局會話。當用戶后續訪問系統應用時,我們不可能每次應用請求都到認證中心去判定是否登錄,這樣效率非常低下,這也是單Web應用不需要考慮的。

我們可以在系統應用和用戶瀏覽器之間建立起局部會話,局部會話保持了客戶端與該系統應用的登錄狀態,局部會話依附於全局會話存在,全局會話消失,局部會話必須消失。

用戶訪問應用時,首先判斷局部會話是否存在,如存在,即認為是登錄狀態,無需再到認證中心去判斷。如不存在,就重定向到認證中心判斷全局會話是否存在,如存在,按1提到的方式通知該應用,該應用與客戶端就建立起它們之間局部會話,下次請求該應用,就不去認證中心驗證了。

3、登出

用戶在一個系統登出了,訪問其它子系統,也應該是登出狀態。要想做到這一點,應用除結束本地局部會話外,還應該通知認證中心該用戶登出。

認證中心接到登出通知,即可結束全局會話,同時需要通知所有已建立局部會話的子系統,將它們的局部會話銷毀。這樣,用戶訪問其它應用時,都顯示已登出狀態。

整個登出流程如下:

1)、客戶端向應用A發送登出Logout請求。 
2)、應用A取消本地會話,同時通知認證中心,用戶已登出。 
3)、應用A返回客戶端登出請求。 
4)、認證中心通知所有用戶登錄訪問的應用,用戶已登出。

三、撥開雲霧見青天

1、對上面所有標紅疑問一一解釋

1)、問:系統A是如何發現該請求需要登錄重定向到認證中心的? 
答:用戶通過瀏覽器地址欄訪問系統A,系統A(也可以稱為CAS客戶端)去Cookie中拿JSESSION,即在Cookie中維護的當前回話session的id,如果拿到了,說明用戶已經登錄,如果未拿到,說明用戶未登錄。

2)、問:系統A重定向到認證中心,發送了什么信息或者地址變成了什么? 
答:假如系統A的地址為http://a:8080/,CAS認證中心的服務地址為http://cas.server:8080/,那么重點向前后地址變化為:http://a:8080/————>ttp://cas.server:8080/?service=http://a:8080/,由此可知,重點向到認證中心,認證中心拿到了當前訪問客戶端的地址。

3)、問:登錄成功后,認證中心重定向請求到系統A,認證通過令牌是如何附加發送給系統A的? 
答:重定向之后的地址欄變成:http://a:8080/?ticket=ST-XXXX-XXX,將票據以ticket為參數名的方式通過地址欄發送給系統A

4)、問:系統A驗證令牌,怎樣操作證明用戶登錄的? 
答:系統A通過地址欄獲取ticket的參數值ST票據,然后從后台將ST發送給CAS server認證中心驗證,驗證ST有效后,CAS server返回當前用戶登錄的相關信息,系統A接收到返回的用戶信息,並為該用戶創建session會話,會話id由cookie維護,來證明其已登錄。

5)、問:登錄B系統,認證中心是如何判斷用戶已經登錄的? 
答:在系統A登錄成功后,用戶和認證中心之間建立起了全局會話,這個全局會話就是TGT(Ticket Granting Ticket),TGT位於CAS服務器端,TGT並沒有放在Session中,也就是說,CAS全局會話的實現並沒有直接使用Session機制,而是利用了Cookie自己實現的,這個Cookie叫做TGC(Ticket Granting Cookie),它存放了TGT的id,保存在用戶瀏覽器上。 
相關內容分析可以查看:《SSO CAS單點系列》之 實操!輕松玩轉SSO CAS就這么簡單(相識篇)

用戶發送登錄系統B的請求,首先會去Cookie中拿JSESSION,因為系統B並未登錄過,session會話還未創建,JSESSION的值是拿不到的,然后將請求重定向到CAS認證中心,CAS認證中心先去用戶瀏覽器中拿TGC的值,也就是全局會話id,如果存在則代表用戶在認證中心已經登錄,附帶上認證令牌重定向到系統B。

上面登錄狀態判斷也是這個邏輯。

6)、問:登出的過程,各個系統對當前用戶都做了什么? 
答:認證中心清除當前用戶的全局會話TGT,同時清掉cookie中TGT的id:TGC; 
然后是各個客戶端系統,比如系統A、系統B,清除局部會話session,同時清掉cookie中session會話id:jsession

2、對系統A登錄流程圖添加注釋,查看

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