NodeJS实现单点登录原理解析

2023-06-25 原文

什么是单点登录

随着公司业务的增多，必然会产生各个不同的系统，如果每个系统都需要单独登录的话就会很不方便。
因此产生了单点登录这样的解决方案,单点登录全称 Single Sign On，简称SSO，意思是在多个系统应用群中登录一个系统，便可在其他所有系统中得到授权而无需再次登录。
比如小明今天登录了淘宝，如果没有登录，就会被要求输入认证信息(用户名密码等)，登录过后再去访问天猫的页面时就不需要登录可以直接访问。

单点登录原理

SSO 需要有一个独立的认证中心，只有独立的验证中心能接受用户的用户名密码等安全信息，其他系统不提供登录入口，只接受认证中心的间接授权。整个过程可以简单的用上图描述：

当用户登录访问应用A时，应用A发现用户未登录,跳转至SSO认证中心，并将自己的地址作为参数方便回调
SSO认证中心发现用户没有登录过，将用户引导至登录页面;用户填写用户名密码提交登录申请;SSO认证中心校验用户信息，创建用户雨SSO认证中心的会话(这时会把信息保存到cookie中)，同时创建授权令牌token
sso认证中心带着令牌跳转到最初的请求地址(应用A)
应用A拿到令牌去SSO认证中心认证是否有效，如果返回有效注册应用A
应用A创建与用户之间的会话，展示资源并维持用户登录态
当用户访问应用B时，发现用户未登录(SSO认证服务器与应用A应用B不是同一个域,不能提供登录态)，跳转到SSO认证中心，并将自己的地址和之前和SSO认证中心会话的cookie信息带入
SSO认证中心发现用户已登录，跳转回应用B地址，并附上令牌token
同样的应用B拿到令牌去SSO认证中心认证是否有效，如果返回有效注册应用B
应用B创建与用户之间的会话，展示资源并维持用户登录态

NodeJS 演示

三个不同的服务

这里我们需要启动三个服务来分别模拟应用A，SSO认证服务器和应用B

这里端口号 8383的服务是SSO认证服务器，其余的 :8686 和 :8787 分别代表应用A与应用B。
其实应用A与应用B的代码几乎一样，如上图所示我们可以通过穿参的方式来设置不同的端口及应用名。
先来看下效果

首次访问跳转至登录页

应用A判断登录态，跳转到SSO认证服务器

应用A

const Koa=require('koa');
const Router=require('koa-router')
const views=require('koa-views')
const static=require('koa-static')
const path=require('path');
const app=new Koa();
const router=new Router();
const session=require('koa-session')
const koa2Req=require('koa2-request');
//模版引擎相关配置
app.use(views(path.join(__dirname,'./views')),{
    extension:'ejs'
  })
app.keys=['key']
const keyMap={
  '8686':'koa:sess8686',
  '8787':'koa:sess8787'
}
const CONFIG={
    key:keyMap[process.env.PORT] || 'koa:sess',
    maxAge:1000*60*60*24,
    httpOnly:true
}
app.use(session(CONFIG,app))
const system=process.env.SERVER_NAME
router.get("/",async (ctx)=>{
    //通过 session来判断 应用A的登录状态
    let user=ctx.session.user
    if(user){
     //...
    }
    else //1、当用户登录访问应用A时，应用A发现用户未登录(应为服务器没有保存对应的session)
    {
      let token=ctx.query.token
      //第一次登录url上也不会有令牌
      if(!token)
      {
      //1、跳转到SSO认证服务器
       ctx.redirect(`http://localhost:8383/login?redirectUrl=${ctx.host ctx.originalUrl}`)
      }
      else
      {
        //...
      }
    }
})
app.use(router.routes())

const port=process.env.PORT||8888
app.listen(port,()=>{
    console.log(`app ${system} running at ${port}`)
})

认证服务器判断登录态，渲染登录页

认证服务器SSO
认证服务器的目录结构如下主要处理两个功能，一是登录逻辑，二是之后验证令牌的有效性，分别有路由 login.js 和 check-token.js 处理

Auth/index.js

const Koa=require('koa');
const Router=require('koa-router')
const views=require('koa-views')
const path=require('path');
const app=new Koa();
const router=new Router();
const login=require("./routes/login")
const checkToken=require('./routes/check-token')
const bodyparser=require('koa-bodyparser')
app.use(views(path.join(__dirname,'./views')),{
    extension:'ejs'
  })
app.use(bodyparser())
//处理登录相关的逻辑
router.use('/login',login.routes())
//处理令牌验证的逻辑
router.use('/check_token',checkToken.routes())
app.use(router.routes())

app.listen(8383,()=>{
    console.log(`app listen at 8383`)
})

刚才我们从应用A跳转到 http://localhost:8383/login?redirectUrl=localhost:8686 来看login中的逻辑
Auth/routes/login.js

const service = require("../service");
const router=require("koa-router")()
router.get('/',async (ctx)=>{
  const cookies=ctx.cookies;
  const token=cookies.get('token');
  //从cookie中判断应用A的登录态
  if(token && service.isTokenVailid(token)){
    //。。。如果有登录过
  }else{
    //2、SSO认证中心发现用户没有登录过，于是渲染登录页面登录页面;
    await ctx.render('login.ejs',{
        extension:'ejs'
     })
  }
})
//。。。
module.exports=router

登录页面
Auth/views/login.ejs

<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>统一登录</title>
</head>
<body>
    <h1>统一登录</h1>
    <form method="post">
       <div>用户名: <input type="text" name="name"/></div>
       <div>密码  <input type="text" name="password" /></div>
       <div><input type="submit" value='登录'></div>
    </form>
</body>
</html>

校验用户信息，创建令牌

Auth/routes/login.js

router.post('/',async (ctx)=>{
//2、用户填写用户名密码提交登录申请;
   const body=ctx.request.body;
   const {name,password}=body;
    //2、SSO认证中心校验用户信息，
   if(name==="admin" && password==="123456"){
    //2、创建用户雨SSO认证中心的会话(这时会把信息保存到cookie中)，同时创建授权令牌token
       const token="passport";
       await ctx.cookies.set('token',token,{
           maxAge:1000*60*60*24*30,
           httpOnly:true
       })
       if(ctx.query.redirectUrl){
       //3、sso认证中心带着令牌跳转到最初的请求地址(应用A)
           ctx.redirect(`${ctx.protocol}://${ctx.query.redirectUrl}?token=${token}`)
           //回跳地址是 http://localhost:8686/?token=passport
       }else{
           ctx.body="<h1>登录成功！</h1>"
       }
   }else{
       ctx.response.body={
           error:1,
           msg:'用户名或密码错误'
       }
   }
})

从认证服务器携带令牌跳转回应用A

令牌校验返回资源

应用A

app.use(views(path.join(__dirname,'./views')),{
    extension:'ejs'
  })
//...
const system=process.env.SERVER_NAME
router.get("/",async (ctx)=>{
    let user=ctx.session.user
    if(user){
      //...
    }
    else
    //这时应用A依旧没有登录态 但url上有了令牌 http://localhost:8686/?token=passport
   {
      let token=ctx.query.token
      if(!token)
      {
        //...跳转去SSO登录页面
      }
      else 
      //跳回应用A时走这里的逻辑
      {
        //ajax请求 4. 应用A拿到令牌去SSO认证中心认证是否有效，如果返回有效注册应用A
        const url=`://localhost:8383/check_token?token=${token}&t=${new Date().getTime()}`
        let data = await koa2Req(ctx.protocol   url);
        if(data && data.body){
            try {
                const body=JSON.parse(data.body)
                const {error,userId}=body;
                // console.log(error,userId) 0,admin
                if(error==0){
                    if(!userId){
                        ctx.redirect(`http://localhost:8383/login?redirectUrl=${ctx.host ctx.originalUrl}`)
                        return
                    }
                    //验证通过后注册session，渲染页面
                    //5. 应用A创建与用户之间的会话，展示资源并维持用户登录态
                    ctx.session.user=userId;
                    await ctx.render('index.ejs',{
                        user:userId,
                        system
                    })
                }else{
                    ctx.redirect(`http://localhost:8383/login?redirectUrl=${ctx.host ctx.originalUrl}`)
                }
            } catch (error) {console.log(error)}

            
        }
      }
    }
})
app.use(router.routes())
const port=process.env.PORT||8888
app.listen(port,()=>{
    console.log(`app ${system} running at ${port}`)
})

与之对应的 SSO中处理验证令牌的逻辑
Auth/routes/check-token

const router=require("koa-router")()
const service=require("../service")
router.get('/',async (ctx)=>{
  const token=ctx.query.token;
  const result={
      error:1
  }
  //当token 是 password时
  if(service.isTokenVailid(token)){
    result.error=0;
    result.userId='admin'
  }
  ctx.body=result
})
module.exports=router

Auth/service/index.js

module.exports={
    isTokenVailid: function(token){
      if(token && token==='passport'){
          return true
      }
      return false
    }
}

至此用户已经能正常访问应用A，SSO服务器和应用A服务器上都有了用户登录过的信息。

访问应用B

带cookie跳转至SSO认证服务器

应用B

//...
router.get("/",async (ctx)=>{
    let user=ctx.session.user
    if(user){
      //...
    }else{
      let token=ctx.query.token
      //...
      if(!token)
      {
      //同样既没有session也没有令牌，跳转到SSO认证服务器
      //6、当用户访问应用B时，发现用户未登录(SSO认证服务器与应用A应用B不是同一个域,不能提供登录态)，跳转到SSO认证中心，并将自己的地址和之前和SSO认证中心会话的cookie信息带入
          ctx.redirect(`http://localhost:8383/login?redirectUrl=${ctx.host ctx.originalUrl}`)
      }
      else
      {
        //。。。验证令牌的部分
      }
    }
})
app.use(router.routes())
const port=process.env.PORT||8888
app.listen(port,()=>{
    console.log(`app ${system} running at ${port}`)
})

从认证服务器携带令牌跳转回应用B

SSO认证服务器 ,再次登录时携带了cookie，因此不会再请求登录页面 Auth/routes/login

//...
router.get('/',async (ctx)=>{
  const cookies=ctx.cookies;
  const token=cookies.get('token');
  //7. SSO认证中心发现用户已登录，跳转回应用B地址，并附上令牌token
  if(token && service.isTokenVailid(token)){
    const redirectUrl=ctx.query.redirectUrl;
    if(redirectUrl){
       //带着令牌跳转回应用B
        ctx.redirect(`${ctx.protocol}://${redirectUrl}?token=${token}`)
    }else{
        ctx.body="<h1>登录成功！</h1>"
    }
  }else{
    //...渲染登录页面
  }
})
//..

令牌校验返回资源

这里的逻辑和5，6两步一样，因为token容易伪造，所以要检验真伪。应用B

app.use(views(path.join(__dirname,'./views')),{
    extension:'ejs'
  })
//...
const system=process.env.SERVER_NAME
router.get("/",async (ctx)=>{
    let user=ctx.session.user
    if(user){
      //...
    }
    else
    //这时应用B依旧没有登录态 但url上有了令牌 http://localhost:8787/?token=passport
   {
      let token=ctx.query.token
      if(!token)
      {
        //...跳转去SSO登录页面
      }
      else 
      //跳回应用B时走这里的逻辑
      {
        //ajax请求 8. 同样的应用B拿到令牌去SSO认证中心认证是否有效，如果返回有效注册应用B
        const url=`://localhost:8383/check_token?token=${token}&t=${new Date().getTime()}`
        let data = await koa2Req(ctx.protocol   url);
        if(data && data.body){
            try {
                const body=JSON.parse(data.body)
                const {error,userId}=body;
                // console.log(error,userId) 0,admin
                if(error==0){
                    if(!userId){
                        ctx.redirect(`http://localhost:8383/login?redirectUrl=${ctx.host ctx.originalUrl}`)
                        return
                    }
                    //验证通过后注册session，渲染页面
                    //9. 应用B创建与用户之间的会话，展示资源并维持用户登录态
                    ctx.session.user=userId;
                    await ctx.render('index.ejs',{
                        user:userId,
                        system
                    })
                }else{
                    ctx.redirect(`http://localhost:8383/login?redirectUrl=${ctx.host ctx.originalUrl}`)
                }
            } catch (error) {console.log(error)}
            
        }
      }
    }
})
app.use(router.routes())
const port=process.env.PORT||8888
app.listen(port,()=>{
    console.log(`app ${system} running at ${port}`)
})

至此单点登录的大部分逻辑都已经完成，之后再session有效期内再访问页面，就不需要再登录，直接返回资源

router.get("/",async (ctx)=>{
//如果session中有用户信息，说明已经登录过，直接返回请求资源
    let user=ctx.session.user
    if(user){
        await ctx.render('index.ejs',{
              user,
              system
        })
    }
    //...
 })

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