OAuth 2.0 特性与介绍

前言

用户认证与授权

  • 用户认证:当用户去访问我们的系统资源的时候,我们的系统需要验证用户的身份(比如账号和密码认证这是一种方式),如果身份合法则认证通过,颁发相应的免死金牌,如果验证没通过,则提示用户请三思而后行,这就是用户认证
  • 用户授权:用户授权一般是与用户认证相辅相成的,在认证的时候,如果认证通过,我们还会将该用户的权限信息给收集起来,并将相应信息作为依据,封装在认证的 HTTP 响应体中。当用户认证成功后,访问我们系统的某一个模块的时候,该模块是需要判断该用户是否有权访问,如果没有访问该资源的访问权限,用户也只有被拒绝访问,这就是用户授权

单点登录(SSO)

单点登录一般常见于分布式应用中,用户只需要登录一次,即认证一次就可访问分布式应用中的所有模块,而不需要每访问一个模块就得去登录认证一次,这样用户嫌麻烦,后端认证逻辑也冗余。

第三方登录(授权码)

比如目前互联网运用中的微信登录、微博登录、支付宝登录等,用户通过授权,第三方应用给予我们系统访问他微信相关信息的权限,我们获取后进行注册,使其称为我们系统的注册人员,实现第三方登录。

OAuth 2.0 概述

OAuth 2.0 简介

OAuth(Open Authorization,开放授权)是为用户资源的授权定义了一个安全、开放及简单的标准,第三方无需知道用户的账号及密码,就可获取到用户的授权信息。OAuth 2.0 是 OAuth 协议的延续版本,但不向后兼容 OAuth 1.0,即完全废止了 OAuth 1.0。值得一提的是,OAuth 2.0 规定了四种获得令牌的方式,可以选择最适合自己的那一种方式向第三方应用颁发令牌,分别包括:

  • 简化模式(implicit)
  • 密码模式(password)
  • 客户端模式(client_credentials)
  • 授权码模式(authorization_code)

特别注意:不管哪一种授权模式,第三方应用申请令牌之前,都必须先到系统备案,说明自己的身份,然后会拿到两个身份识别码:客户端 ID(client id)和客户端密钥(client secret)。这是为了防止令牌被滥用,没有备案过的第三方应用,是不会拿到令牌的。

OAuth 2.0 的角色

OAuth 2.0 中有以下几个角色(以微信第三方登录为例):

  • 客户端:这个客户端和 OAuth 2.0 不沾亲带故,可以是任何独立的系统,比如我们自己的某个系统,或者某个 APP 客户端或者是 Web 客户端
  • 资源拥有者:就是指我们的用户,比如微信登录中,在面对微信的数据库时,我们的系统就是无关人员;而登录的用户,在微信的系统中就是该用户信息的资源拥有者,他掌握着是否将他的微信个人信息暴露给我们的系统
  • 认证服务器:在微信登录中,就是用来辨别用户的认证是否正确,是否可以成为该微信用户信息的资源拥有者;该系统由微信系统提供,用于鉴别资源拥有者的身份合法性
  • 资源服务器:守护该微信用户信息的服务器,它掌握着微信的用户信息,我们的客户端最后就是向他发起请求,像面对甲方一样,求着它给我们响应该用户的微信个人信息

OAuth 2.0 实现第三方登录的流程

以微信第三方登录为列子,具体的流程如下,点击查看流程图

  • 首先用户,登录我们的客户端,点击微信登录
  • 我们的客户端请求微信的授权服务器,响应一个二维码给用户,用户扫码后点击同意
    • 微信的授权服务器会对该微信用户进行验证
    • 验证通过后,返回一个询问页面,是否授权给某某系统
    • 用户点击确认,授权服务器就会颁发一个授权码给我们的客户端,并重定向我们的系统
  • 此时我们的客户端获得授权码,根据授权码去微信的认证服务器申请令牌
  • 微信的认证服务器认证通过后,会颁发一个令牌给我们的系统
    • 当我们的系统拿到令牌时,也就是微信登录成功之时
    • 该令牌代表着我们的系统,有权访问该微信用户在微信中的个人信息数据
  • 我们的客户端携带令牌去微信的资源服务器获取该微信用户的个人信息
  • 微信资源服务器校验该令牌的合法性,通过后响应该用户的微信个人信息数据给我们的客户端

OAuth2.0 四种授权方式

授权码模式

授权码模式(authorization_code)指的是第三方应用先申请一个授权码,然后再用该授权码来获取令牌。这种方式是最常用的流程,安全性也最高,它适用于那些有后端的 Web 应用。授权码通过前端传送,令牌则是储存在后端,而且所有与资源服务器的通信都在后端完成。这样的前后端分离,可以避免令牌泄漏。


第一步,A 网站提供一个链接,用户点击后就会跳转到 B 网站,授权用户数据给 A 网站使用。下面就是 A 网站跳转 B 网站的一个示意链接。

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https://b.com/oauth/authorize?
response_type=code&
client_id=CLIENT_ID&
redirect_uri=CALLBACK_URL&
scope=read

在上面的 URL 中,response_type 参数表示要求返回授权码(code),client_id 参数让 B 知道是谁在请求,redirect_uri 参数是 B 接受或拒绝请求后的跳转网址,scope 参数表示要求的授权范围(这里是只读)。

oauth-grant-type-1

第二步,用户跳转后,B 网站会要求用户登录,然后询问是否同意给予 A 网站授权。用户表示同意,这时 B 网站就会跳回 redirect_uri 参数指定的网址。跳转时,会传回一个授权码,就像下面这样。

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https://a.com/callback?code=AUTHORIZATION_CODE

上面 URL 中,code 参数就是授权码。

oauth-grant-type-2

第三步,A 网站拿到授权码以后,就可以在后端向 B 网站申请令牌。

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https://b.com/oauth/token?
client_id=CLIENT_ID&
client_secret=CLIENT_SECRET&
grant_type=authorization_code&
code=AUTHORIZATION_CODE&
redirect_uri=CALLBACK_URL

上面 URL 中,client_id 参数和 client_secret 参数用来让 B 确认 A 的身份(client_secret 参数是保密的,因此只能在后端发请求),grant_type 参数的值是 authorization_code,表示采用的授权方式是授权码,code 参数是上一步拿到的授权码,redirect_uri 参数是令牌颁发后的回调网址。

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第四步,B 网站收到请求以后,就会颁发令牌。具体做法是向 redirect_uri 指定的网址,发送一段 JSON 数据。

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{
"access_token":"ACCESS_TOKEN",
"token_type":"bearer",
"expires_in":2592000,
"refresh_token":"REFRESH_TOKEN",
"scope":"read",
"uid":100101,
"info":{...}
}

上面 JSON 数据中,access_token 字段就是令牌,A 网站在后端拿到了。

oauth-grant-type-4

简化模式

有些 Web 应用是纯前端应用,没有后端。这时就不能用上面的方式了,必须将令牌储存在前端,因此 OAuth 2.0 允许直接向前端颁发令牌。这种方式没有授权码这个中间步骤,所以称为(授权码)” 简化模式(implicit)”,也叫” 隐藏模式”。


第一步,A 网站提供一个链接,要求用户跳转到 B 网站,授权用户数据给 A 网站使用。下面的 URL 中,response_type 参数为 token,表示要求直接返回令牌。

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https://b.com/oauth/authorize?
response_type=token&
client_id=CLIENT_ID&
redirect_uri=CALLBACK_URL&
scope=read

第二步,用户跳转到 B 网站,登录后同意给予 A 网站授权。这时,B 网站就会跳回 redirect_uri 参数指定的跳转网址,并且把令牌作为 URL 参数,传给 A 网站。

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https://a.com/callback#token=ACCESS_TOKEN

上面的 URL 中,token 参数就是令牌,A 网站因此直接在前端拿到令牌。注意,令牌的位置是 URL 锚点(fragment),而不是查询字符串(querystring),这是因为 OAuth 2.0 允许跳转网址是 HTTP 协议,因此存在” 中间人攻击” 的风险,而浏览器跳转时,锚点不会发到服务器,就减少了泄漏令牌的风险。

oauth-grant-type5

这种方式把令牌直接传给前端,是很不安全的。因此,只能用于一些安全要求不高的场景,并且令牌的有效期必须非常短,通常就是会话期间(session)有效,浏览器关掉,令牌就失效了。

密码模式

如果用户高度信任某个应用,OAuth 2.0 也允许用户把用户名和密码,直接告诉该应用。该应用就使用用户的密码,申请令牌,这种方式称为” 密码式”(password)。


第一步,A 网站要求用户提供 B 网站的用户名和密码。拿到以后,A 就直接向 B 请求令牌。下面的 URL 中,grant_type 参数是授权方式,这里的 password 表示” 密码模式”,usernamepassword 是 B 的用户名和密码。

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https://oauth.b.com/token?
grant_type=password&
username=USERNAME&
password=PASSWORD&
client_id=CLIENT_ID

第二步,B 网站验证身份通过后,直接给出令牌。注意,这时不需要跳转,而是把令牌放在 JSON 数据里面,作为 HTTP 回应,A 因此拿到令牌。这种方式需要用户给出自己的用户名 / 密码,显然风险很大,因此只适用于其他授权方式都无法采用的情况,而且必须是用户高度信任的应用。

客户端模式

客户端模式(client_credentials)也叫凭证模式,适用于没有前端的命令行应用,即在命令行下请求令牌。


第一步,A 应用在命令行向 B 发出请求。下面的 URL 中,grant_type 参数等于 client_credentials 表示采用凭证式,client_idclient_secret 用来让 B 确认 A 的身份。

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https://oauth.b.com/token?
grant_type=client_credentials&
client_id=CLIENT_ID&
client_secret=CLIENT_SECRET

第二步,B 网站验证通过以后,直接返回令牌。这种方式给出的令牌,是针对第三方应用的,而不是针对用户的,即有可能多个用户共享同一个令牌。

OAuth 2.0 令牌的使用

携带令牌

A 网站拿到令牌以后,就可以向 B 网站的 API 请求数据了。此时,每个发到 API 的请求,都必须带有令牌。具体做法是在请求的头信息,加上一个 Authorization 字段,令牌就放在这个字段里面。下面的命令中,ACCESS_TOKEN 就是拿到的令牌。

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curl -H "Authorization: Bearer ACCESS_TOKEN" "https://api.b.com"

更新令牌

令牌的有效期到了,如果让用户重新走一遍上面的流程,再申请一个新的令牌,很可能体验不好,而且也没有必要。OAuth 2.0 允许用户自动更新令牌。具体方法是,B 网站颁发令牌的时候,一次性颁发两个令牌,一个用于获取数据,另一个用于获取新的令牌(refresh_token 字段)。令牌到期前,用户使用 refresh_token 发一个请求,去更新令牌。

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https://b.com/oauth/token?
grant_type=refresh_token&
client_id=CLIENT_ID&
client_secret=CLIENT_SECRET&
refresh_token=REFRESH_TOKEN

上面 URL 中,grant_type 参数为 refresh_token 表示要求更新令牌,client_id 参数和 client_secret 参数用于确认身份,refresh_token 参数就是用于更新令牌的令牌。B 网站验证通过以后,就会颁发新的令牌。

OAuth 2.0 与 JWT 的关系

  • OAuth 2.0 是一种认证授权的协议规范
  • JWT 是基于 Token 的安全认证协议的实现

OAuth 2.0 的认证服务器签发的 Token 可以使用 JWT 来实现,JWT 轻量且安全。

参考博客