【OAuth 2.0学习之一】OAuth 2.0入门
引子
令牌与密码的区别
令牌（token）与密码（password）的作用是一样的，都可以进入系统，但是有三点差异。
（1）令牌是短期的，到期会自动失效，用户自己无法修改。密码一般长期有效，用户不修改，就不会发生变化。
（2）令牌可以被数据所有者撤销，会立即失效。以上例而言，屋主可以随时取消快递员的令牌。密码一般不允许被他人撤销。
（3）令牌有权限范围（scope），比如只能进小区的二号门。对于网络服务来说，只读令牌就比读写令牌更安全。密码一般是完整权限。
上面这些设计，保证了令牌既可以让第三方应用获得权限，同时又随时可控，不会危及系统安全。
注意，只要知道了令牌，就能进入系统。系统一般不会再次确认身份，所以令牌必须保密，泄漏令牌与泄漏密码的后果是一样的。 这也是为什么令牌的有效期，一般都设置得很短的原因。
一、什么是OAuth 2
OAuth引入了一个授权层，用来分离两种不同的角色：客户端和资源所有者。资源所有者同意以后，资源服务器可以向客户端颁发令牌。客户端通过令牌，去请求数据。也就是说：OAuth的核心就是向第三方应用颁发令牌。
OAuth（开放授权）是一个开放标准，允许用户授权第三方移动应用访问他们存储在另外的服务提供者上的信息，而不需要将用户名和密码提供给第三方移动应用或分享他们数据的所有内容，OAuth2.0是OAuth协议的延续版本，但不向后兼容OAuth 1.0即完全废止了OAuth1.0。
二、OAuth2应用场景
第三方应用授权登录：在APP或者网页接入一些第三方应用时，时常会需要用户登录另一个合作平台，比如QQ，微博，微信的授权登录。
原生app授权：app登录请求后台接口，为了安全认证，所有请求都带token信息，如果登录验证、请求后台数据。
前后端分离单页面应用（spa）：前后端分离框架，前端请求后台数据，需要进行oauth2安全认证，比如使用vue、react后者h5开发的app。
三、名词说明
（1）Third-party application：第三方应用程序(也叫客户端)，比如打开知乎，选择qq登录，这时候知乎就是第三方应用程序。
（2）HTTP service：HTTP服务提供商，本文中简称"服务提供商"，即上例的qq。
（3）Resource Owner：资源所有者，本文中又称"用户"（user）,即登录用户。
（4）User Agent：用户代理，本文中就是指浏览器。
（5）Authorization server：认证服务器，即服务提供商专门用来处理认证的服务器。
（6）Resource server：资源服务器，即服务提供商存放用户生成的资源的服务器。它与认证服务器，可以是同一台服务器，也可以是不同的服务器。
四、运行流程
OAuth 2.0的运行流程如下图，摘自RFC 6749。
（A）用户打开客户端以后，客户端要求用户给予授权。
（B）用户同意给予客户端授权。
（C）客户端使用上一步获得的授权，向认证服务器申请令牌。
（D）认证服务器对客户端进行认证以后，确认无误，同意发放令牌。
（E）客户端使用令牌，向资源服务器申请获取资源。
（F）资源服务器确认令牌无误，同意向客户端开放资源。
五、授权模式 authorization grant
OAuth 2.0规定了四种颁发令牌的方式，适用于不同的互联网场景。你可以选择最适合自己的那一种，向第三方应用颁发令牌。
授权码（authorization-code）
隐藏式（implicit）
密码式（password）
客户端凭证（client credentials）
注意，不管哪一种授权方式，第三方应用申请令牌之前，都必须先到系统备案，说明自己的身份，然后会拿到两个身份识别码：客户端 ID（client ID）和客户端密钥（client secret）。这是为了防止令牌被滥用，没有备案过的第三方应用，是不会拿到令牌的。
5.1授权码模式
授权码（authorization code）方式，指的是第三方应用先申请一个授权码，然后再用该授权码获取令牌，该方式是功能最完整、流程最严密的授权模式。
这种方式是最常用的流程，安全性也最高，它适用于那些有后端的 Web 应用。授权码通过前端传送，令牌则是储存在后端，而且所有与资源服务器的通信都在后端完成。这样的前后端分离，可以避免令牌泄漏。
第一步，A 网站提供一个链接，用户点击后就会跳转到 B 网站，授权用户数据给 A 网站使用。下面就是 A 网站跳转 B 网站的一个示意链接。
https://b.com/oauth/authorize? response_type=code& client_id=CLIENT_ID& redirect_uri=CALLBACK_URL& scope=read
上面 URL 中，response_type参数表示要求返回授权码（code），client_id参数让 B 知道是谁在请求，redirect_uri参数是 B 接受或拒绝请求后的跳转网址，scope参数表示要求的授权范围（这里是只读）。
第二步，用户跳转后，B 网站会要求用户登录，然后询问是否同意给予 A 网站授权。用户表示同意，这时 B 网站就会跳回redirect_uri参数指定的网址。跳转时，会传回一个授权码，就像下面这样。
https://a.com/callback?code=AUTHORIZATION_CODE
上面 URL 中，code参数就是授权码。
第三步，A 网站拿到授权码以后，就可以在后端，向 B 网站请求令牌。
https://b.com/oauth/token? client_id=CLIENT_ID& client_secret=CLIENT_SECRET& grant_type=authorization_code& code=AUTHORIZATION_CODE& redirect_uri=CALLBACK_URL
上面 URL 中，client_id参数和client_secret参数用来让 B 确认 A 的身份（client_secret参数是保密的，因此只能在后端发请求），grant_type参数的值是AUTHORIZATION_CODE，表示采用的授权方式是授权码，code参数是上一步拿到的授权码，redirect_uri参数是令牌颁发后的回调网址。
第四步，B 网站收到请求以后，就会颁发令牌。具体做法是向redirect_uri指定的网址，发送一段 JSON 数据。
{ "access_token":"ACCESS_TOKEN", "token_type":"bearer", "expires_in":2592000, "refresh_token":"REFRESH_TOKEN", "scope":"read", "uid":100101, "info":{...} }
上面 JSON 数据中，access_token字段就是令牌，A 网站在后端拿到了。
5.2 隐藏式
有些Web应用是纯前端应用，没有后端。这时就不能用上面的方式了，必须将令牌储存在前端。RFC 6749 就规定了第二种方式，允许直接向前端颁发令牌。这种方式没有授权码这个中间步骤，所以称为（授权码）"隐藏式"（implicit）。
这种方式把令牌直接传给前端，是很不安全的。因此，只能用于一些安全要求不高的场景，并且令牌的有效期必须非常短，通常就是会话期间（session）有效，浏览器关掉，令牌就失效了。
流程步骤：
（A）第三方应用将用户导向认证服务器。
（B）用户决定是否给于第三方应用授权。
（C）假设用户给予授权，认证服务器将用户导向第三方应用指定的"重定向URI"，并在URI的Hash部分包含了访问令牌。
（D）浏览器向资源服务器发出请求，其中不包括上一步收到的Hash值。
（E）资源服务器返回一个网页，其中包含的代码可以获取Hash值中的令牌。
（F）浏览器执行上一步获得的脚本，提取出令牌。
（G）浏览器将令牌发给第三方应用。
示例：
第一步，A 网站提供一个链接，要求用户跳转到 B 网站，授权用户数据给 A 网站使用。
https://b.com/oauth/authorize? response_type=token& client_id=CLIENT_ID& redirect_uri=CALLBACK_URL& scope=read
上面 URL 中，response_type参数为token，表示要求直接返回令牌。
第二步，用户跳转到 B 网站，登录后同意给予 A 网站授权。这时，B 网站就会跳回redirect_uri参数指定的跳转网址，并且把令牌作为 URL 参数，传给 A 网站。
https://a.com/callback#token=ACCESS_TOKEN
上面 URL 中，token参数就是令牌，A 网站因此直接在前端拿到令牌。
注意，令牌的位置是 URL 锚点（fragment），而不是查询字符串（querystring），这是因为 OAuth 2.0 允许跳转网址是 HTTP 协议，因此存在"中间人攻击"的风险，而浏览器跳转时，锚点不会发到服务器，就减少了泄漏令牌的风险。
5.3用户名密码模式
密码模式（Resource Owner Password Credentials Grant）中，用户向第三方应用提供自己的用户名和密码。第三方应用使用这些信息，向"服务商提供商"索要授权。在这种模式中，用户必须把自己的密码给第三方应用，但是第三方应用不得储存密码。这通常用在用户对第三方应用高度信任的情况下。一般不支持refresh token。
步骤说明：
（A）用户向第三方应用提供用户名和密码。
（B）第三方应用将用户名和密码发给认证服务器，向后者请求令牌。
POST /token HTTP/1.1 Host: server.example.com Authorization: Basic czZCaGRSa3F0MzpnWDFmQmF0M2JW Content-Type: application/x-www-form-urlencoded grant_type=password&username=johndoe&password=A3ddj3w
grant_type参数是授权方式，这里的password表示"密码式"，username和password是 B 的用户名和密码。
（C）认证服务器确认无误后，向第三方应用提供访问令牌。
5.4客户端凭证模式（Client Credentials Grant）
客户端凭证式（client credentials），适用于没有前端的命令行应用，即在命令行下请求令牌。这种方式给出的令牌，是针对第三方应用的，而不是针对用户的，即有可能多个用户共享同一个令牌。
指第三方应用以自己的名义，而不是以用户的名义，向"服务提供商"进行认证。严格地说，客户端模式并不属于OAuth框架所要解决的问题。在这种模式中，用户直接向第三方应用注册，第三方应用以自己的名义要求"服务提供商"提供服务，其实不存在授权问题。
它的步骤如下：
（A）第三方应用向认证服务器进行身份认证，并要求一个访问令牌。
POST /token HTTP/1.1 Host: server.example.com Authorization: Basic czZCaGRSa3F0MzpnWDFmQmF0M2JW Content-Type: application/x-www-form-urlencoded grant_type=client_credentials
grant_type参数等于client_credentials表示采用凭证式，client_id和client_secret用来让 B 确认 A 的身份。
（B）认证服务器确认无误后，向第三方应用提供访问令牌。
六、令牌使用
第三方应用拿到令牌以后，就可以向认证资源服务的API请求数据了。
此时，每个发到 API 的请求，都必须带有令牌。具体做法是在请求的头信息，加上一个Authorization字段，令牌就放在这个字段里面。
示例：
curl -H "Authorization: Bearer ACCESS_TOKEN" "https://api.b.com"
上面命令中，ACCESS_TOKEN就是拿到的令牌。
七、令牌更新
令牌的有效期到了，如果让用户重新走一遍上面的流程，再申请一个新的令牌，很可能体验不好，而且也没有必要。OAuth 2.0 允许用户自动更新令牌。
具体方法是，认证服务颁发令牌的时候，一次性颁发两个令牌，一个用于获取数据，另一个用于获取新的令牌（refresh token 字段）。令牌到期前，用户使用 refresh token 发一个请求，去更新令牌。
https://b.com/oauth/token? grant_type=refresh_token& client_id=CLIENT_ID& client_secret=CLIENT_SECRET& refresh_token=REFRESH_TOKEN
上面 URL 中，grant_type参数为refresh_token表示要求更新令牌，client_id参数和client_secret参数用于确认身份，refresh_token参数就是用于更新令牌的令牌。
认证服务验证通过以后，就会颁发新的令牌。
