单点登录在ASP.NET上的简单实现

系统的基本架构

　　我们假设一个系统System包含Service客户服务中心、Shop网上购物中心和Office网上办公中心三个独立的网站。Service管理客户的资料，登录和注销过程。不论客户访问System的任何一个页面，系统都会转到登录界面，在用户登录后，系统会自动转会到客户上次请求的页面。并且用户此后可以在System中无缝切换。不需要再次进行登录。即在System中实现单点登录SSO（Single Sign-On）。

　　我们知道，用户的即时状态通常是使用Application、Session、Cookie和存储的。而这些都是不能在程序中跨站点访问的。我们必需通过站点间相互通讯来确认用户的即时状态。

　　简单的实现

　　如图所示，该图描述了用户访问System的流程。

　　第一步，假设用户访问了Shop或Office的任何一个页面Any。该页面所在的网站将会检查用户的即时状态。如果用户已经登录了，则将Any页面的信息返回给用户。如果用户还没有登录，则自动转到Service的Validate页面，验证用户在Service状态。即Shop或Office向Service发出请求，要求Service返回用户的即时状态。

　　第二步，Validate验证用户的即时状态，如果用户已经登录了，则Service将用户的即时状态返回给Shop或Office的同步页面Synchronous，通知Shop或Office同步用户状态。如果用户没有登录，则自动转向Customer页面，提示用户登录。

　　第三步，用户完成登录过程，当用户成功登录后，自动转回Validate页面，通知Shop或Office的Synchronous进行用户状态的同步。

　　第四步，在用户状态同步完成后，在本地站点，用户状态成为在线状态，即可访问Any页面。

　　在上面的流程中。我们知道，不管用户访问哪个站点，用户只需要一次登录，就保证用户在Service的即时状态都是在线的，不会再需要进行第二次登录的过程。

　　现在我们的思路已经清楚，具体的实现我们将在代码分析中完成

代码分析

　　从上面的流程中我们可以看出，系统中Shop和Office的代码是完全类似的。只要Shop可以实现，Office也可以同样的克隆。所以我们的重点分析的对象是Shop和Service的代码。

　　1、Shop的Web.config和Project.cs

　　在Shop的Web.config里，我们配置了Service站点和Shop站点，以方便我们在部署时方便修改。

＜appsettings＞
＜add key="Service" value="http://localhost:8001" /＞
＜add key="WebSite" value="http://localhost:8002" /＞
＜/appsettings＞

　　在Project类里进行引用。

using System;
using System.Configuration;

namespace Amethysture.SSO.Shop
{
　public class Project
　{
　　public static string Service = ConfigurationSettings.AppSettings["Service"];
　　public static string WebSite = ConfigurationSettings.AppSettings["WebSite"];
　}
}

　　2、Shop的Global.cs

　　Shop的Global.cs定义了四个Session变量，UserID用来标识用户身份。Pass标识用户即时状态，Security用于保存往来Service和Shop的通讯不是被仿冒的。Url保存了上次请求的页面，以保证在用户登录后能转到用户请求的页面。

protected void Session_Start(Object sender, EventArgs e)
{
　this.Session.Add("UserID", 0);
　this.Session.Add("Pass", false);
　this.Session.Add("Security", "");
　this.Session.Add("Url", "");
}

　　3、Shop的Any.cs

　　Shop的Any.cs并没有包含代码，因为Any类从Page继承而来，为了代码分析方便，我们将代码集中到Page.cs中。

using System;
using System.Web;

namespace Amethysture.SSO.Shop
{
　public class Any : Amethysture.SSO.Shop.Page
　{
　}
}

　　4、Shop的Page.cs

　　Page类有两个方法，CustomerValidate和Initialize。CustomerValidate用户检查用户的即时状态，而Initialize是页面登录后发送给用户的信息。我们的重点是CustomerValidate。

　　CustomerValidate是一个非常简单的流程，用条件语句检查Pass的状态，如果Pass为否，则表示用户没有登录，页面跳转到Service的Validate页面中。我们要分析的是其中保存的Url和递交的WebSite和Security几个参数。Url的作用在前面已经讲清楚了，只是为了保证用户登录后能回到原来的页面。而WebSite是为了保证该站点是被Service所接受的，并且保证Service知道是哪个站点请求了用户即时状态。因为这个例子是个简单的例子，在后面的Validate里没有验证WebSite是否是接受的请求站点，但是在实际应用中应该验证这一点，因为Shop和Service等同于服务器和客户端，服务器出于安全考虑必须要检查客户端是否是被允许的。Security是非常重要的一点。Shop对Service发送的是请求，不需要保证该请求没有被篡改，但是在Service应答Shop请求时就必须要保证应答的数据没有被篡改了。Security正是为了保证数据安全而设计的。

　　在代码中，Security是通过Hash一个随机产生的数字生成的。具有不确定性。和保密性。我们可以看到，Security同时保存在Session中和发送给Service。我们把这个Security当作明文。在后面我们可以看到，Security在Service经过再一次Hash后作为密文发送回Shop。如果我们将Session保存的Security经过同样的Hash方法处理后等到的字符串如果和Service返回的密文相同，我们就能够在一定程度上保证Service应答的数据是没有经过修改的。

using System;
using System.Web;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

namespace Amethysture.SSO.Shop
{
　public class Page : System.Web.UI.Page
　{
　　private void CustomerValidate()
　　{
　　　bool Pass = (bool) this.Session["Pass"];
　　　if (!Pass)
　　　{
　　　　string Security = "";
　　　　Random Seed = new Random();
　　　　Security = Seed.Next(1, int.MaxValue).ToString();
　　　　byte[] Value;
　　　　UnicodeEncoding Code = new UnicodeEncoding();
　　　　byte[] Message = Code.GetBytes(Security);
　　　　SHA512Managed Arithmetic = new SHA512Managed();
　　　　Value = Arithmetic.ComputeHash(Message);
　　　　Security = "";
　　　　foreach(byte o in Value)
　　　　{
　　　　　Security += (int) o + "O";
　　　　}
　　　　this.Session["Security"] = Security;
　　　　this.Session["Url"] = this.Request.RawUrl;
　　　　this.Response.Redirect(Project.Service + "/Validate.aspx?WebSite=" + Project.WebSite + "&Security=" + Security);
　　　}
　　}

　　protected virtual void Initialize()
　　{
　　　this.Response.Write("＜html＞");
　　　this.Response.Write("＜head＞");
　　　this.Response.Write("＜title＞Amethysture SSO Project＜/title＞");
　　　this.Response.Write("＜link rel=stylesheet type=\"text/css\" href=\"" + project.website + "/Default.css\"＞");
　　　this.Response.Write("＜/head＞");
　　　this.Response.Write("＜body＞");
　　　this.Response.Write("＜iframe width=\"0\" height=\"0\" src=\"" + project.service + "/Customer.aspx\"＞＜/iframe＞");
　　　this.Response.Write("＜div align=\"center\"＞");
　　　this.Response.Write("Amethysture SSO Shop Any Page");
　　　this.Response.Write("＜/div＞");
　　　this.Response.Write("＜/body＞");
　　　this.Response.Write("＜/html＞");
　　}

　　protected override void OnInit(EventArgs e)
　　{
　　　base.OnInit(e);
　　　this.CustomerValidate();
　　　this.Initialize();
　　　this.Response.End();
　　}
　}
}

5、Service的Global.cs

　　现在我们页面转到了Service的Validate页面，我们转过来看Service的代码。在Global中我们同样定义了四个Session变量，都和Shop的Session用处类似。WebSite是保存请求用户即时状态的站点信息。以便能在登录后返回正确的请求站点。

protected void Session_Start(Object sender, EventArgs e)
{
　this.Session.Add("UserID", 0);
　this.Session.Add("Pass", false);
　this.Session.Add("WebSite", "");
　this.Session.Add("Security", "");
}

　　6、Service的Validate.cs

　　首先，将Shop传递过来的参数保存到Session中。如果用户没有登录，则转到Customer页面进行登录。如果用户已经登录了。则将用户即时状态传回给Shop站点。如上所述，这里将Security重新Hash了一次传回给Shop，以保证数据不被纂改。

private void CustomerValidate()
{
　bool Pass = (bool) this.Session["Pass"];
　if ((this.Request.QueryString["WebSite"] != null) && (this.Request.QueryString["WebSite"] != ""))
　{
　　this.Session["WebSite"] = this.Request.QueryString["WebSite"];
　}
　if ((this.Request.QueryString["Security"] != null) && (this.Request.QueryString["Security"] != ""))
　{
　　this.Session["Security"] = this.Request.QueryString["Security"];
　}
　if (Pass)
　{
　　string UserID = this.Session["UserID"].ToString();
　　string WebSite = this.Session["WebSite"].ToString();
　　string Security = this.Session["Security"].ToString();
　　byte[] Value;
　　UnicodeEncoding Code = new UnicodeEncoding();
　　byte[] Message = Code.GetBytes(Security);
　　SHA512Managed Arithmetic = new SHA512Managed();
　　Value = Arithmetic.ComputeHash(Message);
　　Security = "";
　　foreach(byte o in Value)
　　{
　　　Security += (int) o + "O";
　　}
　　this.Response.Redirect(WebSite + "/Synchronous.aspx?UserID=" + UserID + "&Pass=True&Security=" + Security);
　}
　else
　{
　　this.Response.Redirect("Customer.aspx");
　}
}

　　7、Service的Customer.cs和Login.cs

　　Customer主要的是一个用于登录的表单，这里就不贴出代码了。这里分析一下Login的一段代码，这段代码是当登录是直接在Service完成的（WebSite为空值），则页面不会转到Shop或Office站点。所以应该暂停在Service站点。系统如果比较完美，这里应该显示一组字系统的转向链接。下面我们看到，当Pass为真时，页面转回到Validate页面，通过上面的分析，我们知道，页面会转向Shop的Synchronous页面，进行用户状态的同步。

if (Pass)
{
　if ((this.Session["WebSite"].ToString() != "") && (this.Session["Security"].ToString() != ""))
　{
　　this.Response.Redirect("Validate.aspx");
　}
　else
　{
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("Pass");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　}
}
else
{
　this.Response.Redirect("Customer.aspx");
}

　　8、Shop的Synchronous.cs

　　好了，我们在Service中完成了登录，并把用户状态传递回Shop站点。我们接着看用户状态是怎么同步的。首先，如果Session里的Security是空字符串，则表示Shop站点没有向Service发送过请求，而Service向Shop发回了请求，这显然是错误的。这次访问是由客户端伪造进行的访问，于是访问被拒绝了。同样Security和InSecurity不相同，则表示请求和应答是不匹配的。可能应答被纂改过了，所以应答同样被拒绝了。当检验Security通过后，我们保证Serive完成了应答，并且返回了确切的参数，下面就是读出参数同步Shop站点和Service站点的用户即时状态。

string InUserID = this.Request.QueryString["UserID"];
string InPass = this.Request.QueryString["Pass"];
string InSecurity = this.Request.QueryString["Security"];

string Security = this.Session["Security"].ToString();
if (Security != "")
{
　byte[] Value;
　UnicodeEncoding Code = new UnicodeEncoding();
　byte[] Message = Code.GetBytes(Security);
　SHA512Managed Arithmetic = new SHA512Managed();
　Value = Arithmetic.ComputeHash(Message);
　Security = "";
　foreach(byte o in Value)
　{
　　Security += (int) o + "O";
　}

　if (Security == InSecurity)
　{
　　if (InPass == "True")
　　{
　　　this.Session["UserID"] = int.Parse(InUserID);
　　　this.Session["Pass"] = true;
　　　this.Response.Redirect(this.Session["Url"].ToString());
　　}
　}
　else
　{
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("数据错误");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　　this.Response.Write("");
　}
}
else
{
　this.Response.Write("");
　this.Response.Write("");
　this.Response.Write("");
　this.Response.Write("");
　this.Response.Write("");
　this.Response.Write("");
　this.Response.Write("");
　this.Response.Write("访问错误");
　this.Response.Write("");
　this.Response.Write("");
　this.Response.Write("");
}

　　9、Shop的Page.cs

　　我们知道，页面在一段时间不刷新后，Session会超时失效，在我们一直访问Shop的时候怎么才能保证Service的Session不会失效呢？很简单，我们返回来看Shop的Page.cs。通过在所有Shop的页面内都用＜iframe＞嵌套Service的某个页面，就能保证Service能和Shop的页面同时刷新。需要注意的一点是Service的Session必须保证不小于所有Shop和Office的Session超时时间。这个在Web.config里可以进行配置。

this.Response.Write("＜iframe width=\"0\" height=\"0\" src=\"" + project.service + "/Customer.aspx\"＞＜/iframe＞");

　　总结

　　一次完整的登录完成了。我们接着假设一下现在要跳到Office的Any页面，系统会进行怎样的操作呢？Any（用户没有登录）-＞Validate（用户已经登录）-＞Synchronous（同步）-＞Any。也就是说这次，用户没有进行登录的过程。我们通过一次登录，使得Service的用户状态为登录，并且不管有多少个网站应用，只要这些网站都保证符合Shop的特性，这些网站就都能保持Service的用户状态，同时能通过Service获得用户的状态。也就是说我们实现了SSO。