单点登陆（SSO）

一、背景

在企业发展初期，企业使用的系统很少，通常一个或者两个，每个系统都有自己的登录模块，运营人员每天用自己的账号登录，很方便。
但随着企业的发展，用到的系统随之增多，运营人员在操作不同的系统时，需要多次登录，而且每个系统的账号都不一样，这对于运营人员
来说，很不方便。于是，就想到是不是可以在一个系统登录，其他系统就不用登录了呢？这就是单点登录要解决的问题。

单点登录英文全称Single Sign On，简称就是SSO。

它的解释是：在多个应用系统中，只需要登录一次，就可以访问其他相互信任的应用系统。

如图所示，图中有4个系统，分别是Application1、Application2、Application3、和SSO。Application1、Application2、Application3没有登录模块，而SSO只有登录模块，没有其他的业务模块.

当Application1、Application2、Application3需要登录时，将跳到SSO系统，SSO系统完成登录，其他的应用系统也就随之登录了。这完全符合我们对单点登录（SSO）的定义。

二、技术实现

在说单点登录（SSO）的技术实现之前，我们先说一说普通的登录认证机制。

如上图所示，我们在浏览器（Browser）中访问一个应用，这个应用需要登录，我们填写完用户名和密码后，完成登录认证。

这时，我们在这个用户的session中标记登录状态为yes（已登录），同时在浏览器（Browser）中写入Cookie，这个Cookie是这个用户的唯一标识。

下次我们再访问这个应用的时候，请求中会带上这个Cookie，服务端会根据这个Cookie找到对应的session，通过session来判断这个用户是否登录。

如果不做特殊配置，这个Cookie的名字叫做jsessionid，值在服务端（server）是唯一的。

同域下的单点登录

一个企业一般情况下只有一个域名，通过二级域名区分不同的系统。比如我们有个域名叫做：a.com，同时有两个业务系统分别为：app1.a.com和app2.a.com。我们要做单点登录（SSO），需要一个登录系统，叫做：sso.a.com。

我们只要在sso.a.com登录，app1.a.com和app2.a.com就也登录了。

通过上面的登陆认证机制，我们可以知道，在sso.a.com中登录了，其实是在sso.a.com的服务端的session中记录了登录状态，同时在浏览器端（Browser）的sso.a.com下写入了Cookie。

那么我们怎么才能让app1.a.com和app2.a.com登录呢？这里有两个问题：

Cookie是不能跨域的，我们Cookie的domain属性是sso.a.com，在给app1.a.com和app2.a.com发送请求是带不上的。
sso、app1和app2是不同的应用，它们的session存在自己的应用内，是不共享的。

那么我们如何解决这两个问题呢？针对第一个问题，sso登录以后，可以将Cookie的域设置为顶域，即.a.com，这样所有子域的系统都可以访问到顶域的Cookie。

我们在设置Cookie时，只能设置顶域和自己的域，不能设置其他的域。比如：我们不能在自己的系统中给baidu.com的域设置Cookie。

Cookie的问题解决了，我们再来看看session的问题。我们在sso系统登录了，这时再访问app1，Cookie也带到了app1的服务端（Server），app1的服务端怎么找到这个Cookie对应的Session呢？

这里就要把3个系统的Session共享，如图所示。共享Session的解决方案有很多，例如：Spring-Session。这样第2个问题也解决了。

同域下的单点登录就实现了，但这还不是真正的单点登录。

不同域下的单点登录

同域下的单点登录是巧用了Cookie顶域的特性。如果是不同域呢？不同域之间Cookie是不共享的，怎么办？

这里我们就要说一说CAS流程了，这个流程是单点登录的标准流程。
cas_flow_diagram

上图是CAS官网上的标准流程，具体流程如下：

用户访问app系统，app系统是需要登录的，但用户现在没有登录。
跳转到CAS server，即SSO登录系统，以后图中的CAS Server我们统一叫做SSO系统。 SSO系统也没有登录，弹出用户登录页。
用户填写用户名、密码，SSO系统进行认证后，将登录状态写入SSO的session，浏览器（Browser）中写入SSO域下的Cookie。
SSO系统登录完成后会生成一个ST（Service Ticket），然后跳转到app系统，同时将ST作为参数传递给app系统。
app系统拿到ST后，从后台向SSO发送请求，验证ST是否有效。
验证通过后，app系统将登录状态写入session并设置app域下的Cookie。

至此，跨域单点登录就完成了。以后我们再访问app系统时，app就是登录的。接下来，我们再看看访问app2系统时的流程。

用户访问app2系统，app2系统没有登录，跳转到SSO。
由于SSO已经登录了，不需要重新登录认证。
SSO生成ST，浏览器跳转到app2系统，并将ST作为参数传递给app2。
app2拿到ST，后台访问SSO，验证ST是否有效。
验证成功后，app2将登录状态写入session，并在app2域下写入Cookie。

这样，app2系统不需要走登录流程，就已经是登录了。SSO，app和app2在不同的域，它们之间的session不共享也是没问题的。

那么，SSO系统登录后，跳回原业务系统时，带了个参数ST，业务系统还要拿ST再次访问SSO进行验证，觉得这个步骤有点多余。

他想SSO登录认证通过后，通过回调地址将用户信息返回给原业务系统，原业务系统直接设置登录状态，这样流程简单，也完成了登录，不是很好吗？

其实这样问题时很严重的，如果我在SSO没有登录，而是直接在浏览器中敲入回调的地址，并带上伪造的用户信息，是不是业务系统也认为登录了呢？这是很可怕的。

三、单点登陆总结

单点登录（SSO）的所有流程都介绍完了，原理大家都清楚了。总结一下单点登录要做的事情：

单点登录（SSO系统）是保障各业务系统的用户资源的安全。
各个业务系统获得的信息是，这个用户能不能访问我的资源。
单点登录，资源都在各个业务系统这边，不在SSO那一方。用户在给SSO服务器提供了用户名密码后，作为业务系统并不知道这件事。SSO随便给业务系统一个ST，那么业务系统是不能确定这个ST是用户伪造的，还是真的有效，所以要拿着这个ST去SSO服务器再问一下，这个用户给我的ST是否有效，是有效的我才能让这个用户访问。

四、CAS原理介绍

体系结构

　　　从结构体系看，CAS 包括两部分： CAS Server 和 CAS Client 。

　　　CAS Server负责完成对用户的认证工作，会为用户签发两个重要的票据：登录票据（TGT）和服务票据（ST）来实现认证过程, CAS Server需要独立部署。

　　　CAS Client负责处理对客户端受保护资源的访问请求，需要对请求方进行身份认证时，重定向到 CAS Server 进行认证。准确地来说，它以Filter 方式保护受保护的资源。对于访问受保护资源的每个 Web 请求，CAS Client 会分析该请求的 Http 请求中是否包含 ServiceTicket（服务票据，由 CAS Server发出用于标识目标服务）。CAS Client 与受保护的客户端应用部署在一起。

　　由上可知，它符合SSO中的角色架构，如下：

　　＊ User （多个）

　　＊ Web 应用（多个CAS Client—与Web应用部署在一起）

　　＊ SSO 认证中心（一个CAS Server—独立部署）

核心票据

　　　CAS的核心就是其Ticket，及其在Ticket之上的一系列处理操作。CAS的主要票据有TGT、ST、PGT、PGTIOU、PT，其中TGT、ST是CAS1.0(基础模式)协议中就有的票据，PGT、PGTIOU、PT是CAS2.0(代理模式)协议中有的票据。这里主要介绍CAS1.0—基础模式中的几种票据。

　　 TGT（Ticket Grangting Ticket）

　　　　TGT是CAS为用户签发的登录票据，拥有了TGT，用户就可以证明自己在CAS成功登录过。TGT封装了Cookie值以及此Cookie值对应的用户信息。用户在CAS认证成功后，生成一个TGT对象，放入自己的缓存（Session）；同时，CAS生成cookie（叫TGC，个人理解，其实就是TGT的SessionId），写入浏览器。TGT对象的ID就是cookie的值，当HTTP再次请求到来时，如果传过来的有CAS生成的cookie，则CAS以此cookie值（SessionId）为key查询缓存中有无TGT（Session），如果有的话，则说明用户之前登录过，如果没有，则用户需要重新登录。

　　 TGC （Ticket-granting cookie）

　　　　上面提到，CAS-Server生成TGT放入自己的Session中，而TGC就是这个Session的唯一标识（SessionId），以Cookie形式放到浏览器端，是CAS Server用来明确用户身份的凭证。（如果你理解Session的存放原理的话就很好理解）

　　 ST（ServiceTicket）

　　　　ST是CAS为用户签发的访问某一服务票据。用户访问service时，service发现用户没有ST，则要求用户去CAS获取ST。用户向CAS发出获取ST的请求，如果用户的请求中包含cookie，则CAS会以此cookie值为key查询缓存中有无TGT，如果存在TGT，则用此TGT签发一个ST，返回给用户。用户凭借ST去访问service，service拿ST去CAS验证，验证通过后，允许用户访问资源。

为了保证ST的安全性：ST 是基于随机生成的，没有规律性。而且，CAS规定 ST 只能存活一定的时间，然后 CAS Server 会让它失效。而且，CAS 协议规定ST只能使用一次，无论 Service Ticket 验证是否成功， CASServer 都会清除服务端缓存中的该 Ticket ，从而可以确保一个 Service Ticket 不被使用两次。