Asp.net单点登录解决方案

吴剑 2009-06-24

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前言

本文为09年写的一篇老文章，详细介绍了单点登录（SSO）的设计、流程、实现关键点，以及Asp.net代码演示。最近闲暇将文章进行了整理，重画了UML，重写了DEMO中的代码。作为学习备忘，如能给人予帮助，不甚荣幸。同时个人能力有限，文中不足之处还请及时指正。

为方便描述，首先定义几个统一名词，文中出现之处均为如下含义。

主站：Passport集中验证服务器，DEMO中为：http://www.passport.com/

分站：http://www.a.com/、http://www.b.com/、http://www.c.com/

凭证：用户登录后产生的鉴权标识，用于识别授权用户。可为多种方式，DEMO中主站使用的是Cache，分站使用的是Session。

令牌：由Passport颁发可在各分站中流通的用户唯一鉴权标识，DEMO中使用的是Cookie。

核心逻辑

使用集中式身份验证，用户数据存放于Passport，各分站统一使用Passport进行登录和鉴权，如<图1>所示：

<图1>

<图2>

<图2>详细描述了单点登录逻辑与流程

流程一：匿名用户访问分站a

匿名用户访问分站a上的一个授权页面，首先跳转到主站通过帐号、密码进行登录鉴权，验证通过后产生主站凭证，同时产生令牌，跳转回分站a。

此时分站a检测到用户已持有令牌，于是用令牌再次去主站获取用户凭证，获取成功后允许用户访问该授权页面。同时产生分站a的本地凭证。

当该用户需要再次验证时将使用本地凭证，以减少网络交互。

流程二：在分站a登录的用户访问分站b

因为用户在分站a登录过，已持有令牌，所以分站b会用令牌去主站获取用户凭证，获取成功后允许用户访问授权页面。同时产生分站b的本地凭证。

实现关键点

令牌

令牌由主站颁发，主站颁发令牌同时生成用户凭证，并记录令牌与用户凭证之间的对应关系，以根据用户提供的令牌响应对应的凭证；

令牌要在各跨域分站中进行流通，DEMO中使用了Cookie，并指定Cookie.Domain="passport.com"；

各分站如何共享主站的Cookie？从分站Redirect到主站页面，然后该页面读取Cookie并以URL参数方式回传即可，可在DEMO代码中查看详细实现。

//产生令牌
HttpCookie tokenCookie = new HttpCookie("Passport.Token");
tokenCookie.Domain = "passport.com";
//可使用自定义算法避免Cookie非法复制
//tokenCookie.Values.Add("Key", "加密算法");
tokenCookie.Values.Add("Value", tokenValue);
Response.AppendCookie(tokenCookie);

在之前的文章中有读者提到令牌(Cookie)被非法复制导致的安全问题，在此简单说明一下。

首先默认设置了Cookie为关闭浏览器即失效，也就是说用户在成功鉴权后持续打开浏览器的前提下才会导至令牌泄漏。

然后在Passport令牌的设计中有“过期时间”一项，也可以通过使用令牌的过期时间来确保令牌安全。

如果您觉得还不够，其实只需要在令牌验证时添加一些自定义逻辑，比如用时间、用户特征产生一个Hash值作为令牌的安全KEY。

文章主要针对SSO的逻辑，一些细节上的代码并未十全十美，读者可以根据实际需求进行完善。

主站凭证

主站凭证是一个关系表，包含了三个字段：令牌、用户凭证、过期时间。

主站凭证有多种实现方式可供选择，比如要求可靠的话可以使用数据库，要求性能的话可以使用Cache，DEMO中我使用的是Cache。如下代码所示：

/// <summary>
/// 初始化缓存数据结构
/// </summary>
/// <remarks>
/// ----------------------------------------------------
/// | token(令牌) | cert(用户凭证) | timeout(过期时间) |
/// |--------------------------------------------------|
/// </remarks>
private static void cacheInit()
{
    if (HttpContext.Current.Cache["PASSPORT.TOKEN"] == null)
    {
        DataTable dt = new DataTable();

        dt.Columns.Add("token", Type.GetType("System.String"));
        dt.Columns["token"].Unique = true;

        dt.Columns.Add("cert", Type.GetType("System.Object"));
        dt.Columns["cert"].DefaultValue = null;

        dt.Columns.Add("timeout", Type.GetType("System.DateTime"));
        dt.Columns["timeout"].DefaultValue = DateTime.Now.AddMinutes(double.Parse(System.Configuration.ConfigurationManager.AppSettings["Timeout"]));

        DataColumn[] keys = new DataColumn[1];
        keys[0] = dt.Columns["token"];
        dt.PrimaryKey = keys;

        //Cache的过期时间为 令牌过期时间*2
        HttpContext.Current.Cache.Insert("PASSPORT.TOKEN", dt, null, DateTime.MaxValue, TimeSpan.FromMinutes(double.Parse(System.Configuration.ConfigurationManager.AppSettings["Timeout"]) * 2));
    }
}

分站凭证

分站凭证主要用于减少重复验证时网络的交互，比如用户已在分站a上登录过，当他再次访问分站a时，就不必使用令牌去主站验证了，因为分站a已有该用户的凭证。

分站凭证相对比较简单，使用Session、Cookie均可。

分站SSO页面基类

分站使用SSO的页面会做一系列的逻辑判断处理，如<图2>所示。如果为每个页面写一遍这样的逻辑会非常繁琐。OK，那么把这套逻辑封装成一个基类，凡是要使用SSO的页面继承该基类即可。如下代码所示：

public class AuthBase : System.Web.UI.Page
{
    protected override void OnLoad(EventArgs e)
    {
        if (Session["A.Cert"] != null)
        {
            //分站凭证存在
            Response.Write("恭喜，分站凭证存在，您被授权访问该页面！");
        }
        else
        {
            //令牌验证结果返回
            if (Request.QueryString["token"] != null)
            {
                //持有令牌
                if (Request.QueryString["token"] != "$token$")
                {
                    string tokenValue = Request.QueryString["token"];
                    //调用WebService获取主站凭证
                    //防止令牌伪造
                    //此处还可使用公钥私钥的非对称加密策略
                    SSO.SiteA.ServiceReference1.PassportServiceSoapClient passportService = new SSO.SiteA.ServiceReference1.PassportServiceSoapClient();
                    object cert = passportService.TokenGetCert(tokenValue);
                    if (cert != null)
                    {
                        //令牌正确
                        Session["A.Cert"] = cert;
                        Response.Write("恭喜，令牌存在，您被授权访问该页面！");
                    }
                    else
                    {
                        //令牌错误，去Passport登录
                        Response.Redirect(SSO.Common.Tools.TokenReplace());
                    }
                }
                //未持有令牌，去Passport登录
                else
                {
                    Response.Redirect(SSO.Common.Tools.TokenReplace());
                }
            }
            //未进行令牌验证，去Passport验证
            else
            {
                //当前url附加上token参数
                Response.Redirect(SSO.Common.Tools.TokenUrl());
            }
        }

        base.OnLoad(e);
    }

}//end class