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单点登录之CAS原理和实现
来源于作者刘欣的《码农翻身》 + 自己的备注理解
这家集团公司财大气粗，竟然自己建了一个数据中心， 放了数百台机器， 部署了几十个企业内部系统。
在无尘、恒温、恒湿的环境里，这些信息系统的日子过得非常惬意。
他们只需要在白天应对人类的HTTP 请求，及时做出响应， 只要人类一下班， 系统的负载就陡然下降，CPU内存全部都空闲下来。 大家闲来无事， 热热闹闹的机房夜话就开始了。
第一夜
休假系统是用世界上最好的语言PHP做的，他向来消息灵通，今天带来了一个特别新闻：“ 号外号外， 听说了吗， 人类要搞SSO了。”
Python 写的报销系统， C#写的车辆管理系统早就看不惯PHP这种中英混杂的风格了： “ 别拽了，说中文！”
PHP休假系统很不屑： “就是单点登录嘛，难道你们没听说过？”
C# 说： “不就是登录嘛！ 人类不是天天登录系统？ 你看他们想调度车俩的时候，就得登录我的系统， 输入用户名和密码， 我做验证， 验证通过就建立session, 然后把session id 通过cookie发送给人类的浏览器， 下次人类再访问我的URL的时候， cookie就会发过来， 我就知道他已经登录过了。 “
C#很得意，向大家炫耀着登录的原理。
“对了，告诉你们一个小秘密， 人类这些密码太简单了，不是123456, 就是abcd。 ”
Python附和道： “ 是啊，人类太懒了， 密码超级简单，听说上一次有个家伙用领导账号成功地登录了系统， 于是全集团人员的工资都暴露了！ ”
“那对于同一个人， 你这里的用户名/密码和小C#那里会一样吗？” PHP说
“这个。。。 很有可能不一样。”
PHP说： “对啊，这就是问题了， 这么多不同的用户名，有的是邮箱地址，有的是手机号，有的是用户名， 我们这里几十个系统，搁谁都记不全啊! 这就是他们为什么要搞单点登录：在一个地方登录一次， 就可以访问我们这里所有的系统了”
C# 叫道: " 只需要登录一次？ 听起来很美好啊 ！ 让我想想怎么实现， 对了， 登录就是cookie，那我们把cookie共享起来不就可以了？ 人类在报销系统那里登录后，再访问我这个车辆管理系统， 把cookie发过来不就行了？"
众人纷纷表示赞同。
PHP 心里再次鄙视了一下C# , 说： “NO , NO , cookie是不能跨域的， a.com 产生的cookie , 浏览器是不会发到b.com去的。 ”
有人在悄悄地google , PHP果然说得不错。
大家赶紧检查了下自己的域名，有的叫 xxx.vaction.com, 有的叫xxx.hr.com , 看来共享cookie方案不管用。
PHP补充到： “也许人类能把我们统一到一级或二级域名下， 比如 xxx.company.com, 这样cookie可以共享了！ 但是我们后端没有session 也不行啊， 你cookie发过来，我内存中没数据，根本不知道你是否登录过， 怎么验证？”
C#说： “session 也可以共享哦 ， 你看我这个系统有两个服务器，共享的是redis中的session， 将来我们这几十个系统都共享同一个redis，想想都让人激动啊！”
Python 说： “ 这么多系统， 架构不同，语言也不同， 共享session太麻烦了吧？ ”
C# 发愁地说： “那怎么办？ ”
这时候旁边传来了一声大吼： “你们在那里吵吵什么，老子在生成报表，都没法专心干活了！”
这是脾气暴躁的COBOL在抱怨了， 千万不要惹这个老家伙，于是大家纷纷噤声， 老老实实地睡觉去了。
单点登录（Single Sign On），简称为 SSO，是目前比较流行的企业业务整合的解决方案之一。SSO的定义是在多个应用系统中，用户只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统。
我们目前的系统存在诸多子系统，而这些子系统是分别部署在不同的服务器中，那么使用传统方式的session是无法解决的，我们需要使用相关的单点登录技术来解决。
第二夜
第二天晚上，COBOL程序终于歇着了， 大家继续讨论。
Python提了一个新点子：“要我说，我们别共享session了， 我们就用cookie, 用户在我这个报销系统这里登录了， 我就在cookie中写个token , 用户访问别的系统，就可以把token 带过去， 那个系统验证一下token ，如果没问题，就认为它已经登录了。”
“那token 得加密吧， 要不然谁都可以伪造” C#安全意识挺强
“那是自然， 听说过json web token 没有？ 我们每个系统在生成token 的时候，都要对数据做个签名，防止别人篡改， 下面就是我生产的token , 其中有header 信息和userID， 你看我用Hash算法和密钥生产了一个签名。 这个签名啊也是token数据的一部分， 到时候也会发到你的系统去” Python 说。
C#说： “明白了， 我收到了token ，就用同样的算法再计算签名，然后和你计算的相比， 如果相等，证明他登录过，我可以直接取出userID使用了， 如果不相等， 说明有人篡改， 我就关门放狗， 把他暴揍一顿。”
Ruby 插嘴说： “这个办法不错，轻量级，我喜欢！ 只是这个算法和密钥大家都得一致才行。 密钥的分发也是个问题。”
PHP听了半天， 发现了一个漏洞：“你这个token中放了一个userID, 可是我们每个系统的userID都不一样啊， 你的userID 我拿过来没有任何用处， 怎么办？”
这的确是个致命的问题！每个系统中都有一套自己独特的user id ,互不共享，这样以来之前讨论的什么共享session, 共享cookie ,都很难实现了 !
一阵沉默， 看来没救了。
夜已深，大家讨论得有点累了，纷纷睡去。
第三夜
第三天，机房夜话继续， 但还是没有解决方案。气氛有点小尴尬。
老成持重的Java咳嗽了几声，示意要发言了。
“你们知道吗， 我们是一个企业内部系统，人类搞SSO就是想消除这多个账号的问题，将来每个系统都不需要维护自己的用户系统， 他们会建立一个统一的认证中心，所有的用户注册和认证都在那里做。”
“这么做行得通吗，认证中心怎么通知我们说用户已经认证了？” C#问道
“这个过程稍微有点复杂” ， Java 对C# 说， “举个例子来解释下， 比如用户通过浏览器先访问你这个系统www.a.com/pageA ， 这个pageA是个需要登录才能访问的页面，你发现用户没有登录， 这时候你需要做一件额外的操作，就是重定向到认证中心，www.sso.com/login?redirect=www.a.com/pageA”
C#说： “为什么后面要跟一个redirect的url呢？ 奥，明白了， 将来认证通过后，还要重定向到我这里来。”
“没错， 浏览器会用这个www.sso.com/login?redirect=www.a.com/pageA 去访问认证中心， 认证中心一看， 没登录过， 认证中心就让用户去登录， 登录成功以后， 认证中心要做几件重要的事情 ：
1. 建立一个session。
2. 创建一个ticket （可以认为是个随机字符串）
3. 然后再重定向到你那里， url 中带着ticket : www.a.com/pageA?ticket=T123 与此同时cookie也会发给浏览器，比如：Set cookie : ssoid=1234, sso.com ”
“可是这个cookie对我一点用处都没有啊，跨域不能访问啊。”
“人家网站sso.com的cookie对你肯定没用了， 浏览器会保存下来。 但是注意那个ticket ” Java 提醒道， “这个东西是个重要的标识，你拿到以后需要再次向认证中心做验证。”
“明白，是为了防止不坏好意的人伪造”
“你拿着token ,去问下认证中心， 这是您发的token 吗， 认证中心说没错，是我发的，那你就可以认为用户在认证中心登录过了”
“那我该干什么事情呢？ ”
“浏览器向你发出的请求不是www.a.com/pageA?ticket=T123 吗， 这时候你既然认为用户已经登录过了，那就给他建立session, 返回pageA这个资源啊”
“嗯， 我还需要给浏览器发一个cookie, 对吧， 这是属于我的cookie : Set cookie : sessionid=xxxx, a.com ” C# 说道
"孺子可教， 注意，这时候浏览器实际上有两个cookie,一个是你发的，另外一个是认证中心发的。"
“如果用户再次访问我另外一个受保护的页面，www.a.com/pageA1， 该怎么办？ 难道还要去认证中心登录 ” C#继续问
“那当然不用了，你给浏览器发过你自己的cookie , 到时候浏览器自然会带过来，你就知道它登录过了。 ”
“原来如此， 好麻烦啊” C#感慨道。
Python 插了一句： “如果用户访问C#的系统(www.a.com/pageA)时已经通过认证中心登录了， 然后再访问我www.b.com/pageB, 会发生什么状况呢？”
Java 说：“很简单， 和访问www.a.com/pageA非常类似，唯一的不同就是不需要用户登录了，因为浏览器已经有了认证中心的cookie， 直接发给www.sso.com就可以了”
说着， Java 又画了两张图。
同样，认证中心会返回token , www.b.com 需要做验证
PHP 一直在努力的听，他说： “其实本质上就一个认证中心的cookie ,加上多个子系统的cookie 而已！”
Java 撇了一眼PHP ： “总结的很精辟！”
C#发现了一点新东西： “在认证中心，为什么要去做一个系统注册的操作呢？， 我看到注册了系统A,还有系统B”
"SSO 是单点登录，是不是还要有单点退出啊， 用户在一个系统退出了，认证中心需要把自己的会话和cookie干掉，然后还要去通知各个系统， 让他们把自己的会话统统干掉，这样才能在所有的系统都实现真正地退出啊。" Java回答。
大家琢磨了一会儿，很快就喧嚣起来：
“太麻烦了”
“我们的代码还得改动不少呢”
“重定向太多了， 把我都搞晕了”
“我觉得人类不会这么搞！”
......
Java 说“别小看它， 这个点子是耶鲁大学提出的，叫做CAS(Central Authentication Server ) , 是一个很著名的SSO解决方案， 弄不好人类就会采用。 你们呐，还是好好学学吧。
什么是CAS
CAS 是 Yale 大学发起的一个开源项目，旨在为 Web 应用系统提供一种可靠的单点登录方法，CAS 在 2004 年 12 月正式成为 JA-SIG 的一个项目。CAS 具有以下特点：
【1】开源的企业级单点登录解决方案。
【2】CAS Server 为需要独立部署的 Web 应用。
【3】CAS Client 支持非常多的客户端(这里指单点登录系统中的各个 Web 应用)，包括 Java, .Net, PHP, Perl, Apache, uPortal, Ruby 等。
从结构上看，CAS 包含两个部分： CAS Server 和 CAS Client。CAS Server 需要独立部署，主要负责对用户的认证工作；CAS Client 负责处理对客户端受保护资源的访问请求，需要登录时，重定向到 CAS Server。下图是 CAS 最基本的协议过程：
