深入浅出OAuth 2.0授权机制
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了深入浅出OAuth 2.0授权机制相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
前言
举个简单的例子。新浪微博是你的家，有时候你会想让一些人(第三方应用)去你的家里帮你办点事情，或者取点东西。你可以直接复制一把钥匙(用户名和密码)给他们，但这里存在几个问题：
别人拿了钥匙后可以去你家里的所有房间。
别人拿到你的钥匙后也许会不小心丢到，甚至故意送到它人手里。这样你都不知到谁有你家钥匙。
过一段时间你也许会想要回自己的钥匙，但别人不还怎么办？
总结起来就是两个问题：其一，拿到钥匙的人权限太大，可以进入任一房间；其二，拿到钥匙的人可能对钥匙进行复制和更改。
OAuth是高级钥匙，可以理解为指纹识别，它主要解决了以上的缺陷：
你可以配置不同权限的钥匙。有些只能进大厅(读取你的微博流)。有些钥匙可以进储藏柜(读取你的相片)。
钥匙上带着指纹验证程序(指纹 = appkey)，只有收到钥匙的人自己能使用钥匙。
钥匙有一定的时效性，同时你也可以远程废除钥匙。
正文
OAuth是一个关于授权( authorization)的开放网络标准，在全世界得到广泛应用，目前的版本是 2.0版。 本文对 OAuth2.0的设计思路和运行流程，做一个简明通俗的解释。
应用场景
为了理解 OAuth的适用场景，举一个通俗易懂的例子。 有一个"云冲印"的网站，可以将用户储存在Google的照片，冲印出来。用户为了使用该服务，必须让"云冲印"读取自己储存在Google上的照片。
问题是只有得到用户的授权，Google才会同意"云冲印"读取这些照片。那么，"云冲印"怎样获得用户的授权呢？ 传统方法是，用户将自己的Google用户名和密码，告诉"云冲印"，后者就可以读取用户的照片了。这样的做法有以下几个严重的缺点。
1. "云冲印"为了后续的服务，会保存用户的密码，这样很不安全。
2. Google不得不部署密码登录，而我们知道，单纯的密码登录并不安全。
3. "云冲印"拥有了获取用户储存在Google所有资料的权利，用户没法限制"云冲印"获得授权的范围和有效期。
4. 用户只有修改密码，才能收回赋予"云冲印"的权力。但是这样做，会使得其他所有获得用户授权的第三方应用程序全部失效。
5. 只要有一个第三方应用程序被破解，就会导致用户密码泄漏，以及所有被密码保护的数据泄漏。
OAuth 就是为了解决上面这些问题而诞生的。
专业术语
在详细讲解 OAuth2.0之前，需要了解几个专用名词。它们对读懂后面的讲解，尤其是几张图，至关重要。
| 专业术语 | 中文含义 | 具体解释说明 |
|---|---|---|
| Third-party application | 第三方应用程序 | 本文中又称"客户端"(client)，即上一节例子中的"云冲印" |
| Resource Owner | 资源所有者 | 本文中又称"用户"(user)。 |
| HTTP service | HTTP服务提供商 | 本文中简称"服务提供商"，即上一节例子中的Google。 |
| User Agent | 用户代理 | 本文中就是指浏览器。 |
| Authorization server | 认证服务器 | 即服务提供商专门用来处理认证的服务器。 |
| Resource server | 资源服务器 | 即服务提供商存放用户生成的资源的服务器。它与认证服务器，可以是同一台服务器，也可以是不同的服务器。 |
OAuth的思路
OAuth在"客户端"与"服务提供商"之间，设置了一个授权层( authorization layer)。"客户端"不能直接登录"服务提供商"，只能登录授权层，以此将用户与客户端区分开来。"客户端"登录授权层所用的令牌( token)，与用户的密码不同。用户可以在登录的时候，指定授权层令牌的权限范围和有效期。 "客户端"登录授权层以后，"服务提供商"根据令牌的权限范围和有效期，向"客户端"开放用户储存的资料。
具体流程
(A). 用户打开客户端以后，客户端要求用户给予授权。
(B). 用户同意给予客户端授权。
(C). 客户端拿到上一步获取到的授权，向认证服务器申请令牌。
(D). 认证服务器对客户端进行认证以后，确认无误，统一发放令牌。
(E). 客户端使用令牌，向资源服务器申请获取用户的资源。
(F). 资源服务器确认令牌无误，同意向客户端开放资源。
不难看出来，上面六个步骤之中，步骤 (B)是关键，即用户怎样才能给于客户端授权。有了这个授权以后，客户端就可以获取令牌，进而凭令牌获取资源。
几种授权模式
客户端必须得到了用户的授权。( authorization grant)，才能获取令牌( access token)。 OAuth2.0定义了四种授权方式。
授权码模式(authorization code)
简化模式(implicit)
密码模式(resource owner password credentials)
客户端模式(client credentials)
下面一一讲解客户端获取授权的四种模式。
(一). 授权码模式
授权码模式( authorization code)是功能最完整、流程最严密的授权模式。它的特点就是通过客户端的后台服务器，与"服务提供商"的认证服务器进行互动。
它的步骤如下：
(A). 用户访问客户端，后者将前者导向认证服务器。
(B). 用户选择是否给予客户端授权。
(C). 假设用户给予授权，认证服务器将用户导向客户端事先指定的"重定向URI"(redirection URI)，同时附上一个授权码。
(D). 客户端收到授权码，附上早先的"重定向URI"，向认证服务器申请令牌。这一步是在客户端的后台的服务器上完成的，对用户不可见。
(E). 认证服务器核对了授权码和重定向URI，确认无误后，向客户端发送访问令牌(access token)和更新令牌(refresh token)。
对于每个步骤具体所需要参数如下：
A步骤中，客户端申请认证的URI，包含以下参数：
| 参数 | 具体含义 | 是否必填 |
|---|---|---|
| response_type | 授权类型 | 必选项，此处的值固定为"code" |
| client_id | 客户端的ID | 必选项 |
| redirect_uri | 重定向URI | 可选项 |
| scope | 申请的权限范围 | 可选项 |
| state | 客户端的当前状态，认证服务器会原封不动地返回这个值 | 可选项，可以指定任意值 |
下面是一个例子：
GET /authorize?response_type=code&client_id=s6BhdRkqt3&state=xyz
&redirect_uri=https%3A%2F%2Fclient%2Eexample%2Ecom%2Fcb HTTP/1.1
Host: server.example.com
C步骤中，服务器回应客户端的URI，包含以下参数：
| 参数 | 具体含义 | 是否必填 |
|---|---|---|
| code | 授权码。该码的有效期应该很短，通常设为10分钟，客户端只能使用该码一次，否则会被授权服务器拒绝。该码与客户端ID和重定向URI，是一一对应关系 | 必选项 |
| state | 如果客户端的请求中包含这个参数，认证服务器的回应也必须一模一样包含这个参数。 | 可选项 |
下面是一个例子：
HTTP/1.1 302 Found
Location: https://client.example.com/cb?code=SplxlOBeZQQYbYS6WxSbIA&state=xyz
D步骤中，客户端向认证服务器申请令牌的HTTP请求，包含以下参数：
| 参数 | 具体含义 | 是否必填 |
|---|---|---|
| grant_type | 授权模式 | 必选项，此处的值固定为"authorization_code" |
| code | 上一步获得的授权码 | 必选项 |
| redirect_uri | 重定向URI | 必选项，且必须与A步骤中的该参数值保持一致 |
| client_id | 客户端ID | 必选项 |
下面是一个例子：
POST /token HTTP/1.1
Host: server.example.com
Authorization: Basic czZCaGRSa3F0MzpnWDFmQmF0M2JW
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
grant_type=authorization_code&code=SplxlOBeZQQYbYS6WxSbIA
&redirect_uri=https%3A%2F%2Fclient%2Eexample%2Ecom%2Fcb
E步骤中，认证服务器发送的HTTP回复，包含以下参数：
| 参数 | 具体含义 | 是否必填 |
|---|---|---|
| access_token | 访问令牌 | 必选项 |
| token_type | 牌类型，该值大小写不敏感 | 必选项，可以是bearer类型或mac类型 |
| expires_in | 过期时间，单位为秒。如果省略该参数，必须其他方式设置过期时间 | 可选项 |
| refresh_token | 更新令牌，用来获取下一次的访问令牌 | 可选项 |
| scope | 申请的权限范围 | 可选项 |
下面是一个例子：
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json;charset=UTF-8
Cache-Control: no-store
Pragma: no-cache
{
"access_token":"2YotnFZFEjr1zCsicMWpAA",
"token_type":"bearer",
"expires_in":3600,
"refresh_token":"tGzv3JOkF0XG5Qx2TlKWIA",
"example_parameter":"example_value"
}
从上面代码可以看到，相关参数使用 JSON格式发送( Content-Type:application/json)。此外， HTTP头信息中明确指定不得缓存。
(二). 简化模式
简化模式( implicitgrant type)不通过第三方应用程序的服务器，直接在浏览器中向认证服务器申请令牌，跳过了"授权码"这个步骤，因此得名。所有步骤在浏览器中完成，令牌对访问者是可见的，且客户端不需要认证。
它的步骤如下：
(A). 客户端将用户导向认证服务器。
(B). 用户决定是否给于客户端授权。
(C). 假设用户给予授权，认证服务器将用户导向客户端指定的"重定向URI"，并在URI的Hash部分包含了访问令牌。
(D). 浏览器向资源服务器发出请求，其中不包括上一步收到的Hash值。
(E). 资源服务器返回一个网页，其中包含的代码可以获取Hash值中的令牌。
(F). 浏览器执行上一步获得的脚本，提取出令牌。
(G). 浏览器将令牌发给客户端。
下面是上面这些步骤所需要的参数：
A步骤中，客户端发出的HTTP请求，包含以下参数：
| 参数 | 具体含义 | 是否必填 |
|---|---|---|
| response_type | 授权类型 | 必选项，此处的值固定为"token" |
| client_id | 客户端的ID | 必选项 |
| redirect_uri | 重定向URI | 可选项 |
| scope | 申请的权限范围 | 可选项 |
| state | 客户端的当前状态，认证服务器会原封不动地返回这个值 | 可选项，可以指定任意值 |
下面是一个例子：
GET /authorize?response_type=token&client_id=s6BhdRkqt3&state=xyz
&redirect_uri=https%3A%2F%2Fclient%2Eexample%2Ecom%2Fcb HTTP/1.1
Host: server.example.com
C步骤中，认证服务器回应客户端的URI，包含以下参数：
| 参数 | 具体含义 | 是否必填 |
|---|---|---|
| access_token | 访问令牌 | 必选项 |
| token_type | 牌类型，该值大小写不敏感 | 必选项 |
| expires_in | 过期时间，单位为秒。如果省略该参数，必须其他方式设置过期时间 | 可选项 |
| scope | 权限范围 | 如果与客户端申请的范围一致，此项可省略 |
| state | 如果客户端的请求中包含这个参数，认证服务器的回应也必须一模一样包含这个参数 | 可选项 |
下面是一个例子：
HTTP/1.1 302 Found
Location: http://example.com/cb#access_token=2YotnFZFEjr1zCsicMWpAA
&state=xyz&token_type=example&expires_in=3600
下面是一个例子：
HTTP/1.1 302 Found
Location: http://example.com/cb#access_token=2YotnFZFEjr1zCsicMWpAA
&state=xyz&token_type=bearer&expires_in=3600
在上面的例子中，认证服务器用 HTTP头信息的 Location栏，指定浏览器重定向的网址。注意，在这个网址的 Hash部分包含了令牌。 根据上面的 D步骤，下一步浏览器会访问 Location指定的网址，但是 Hash部分不会发送。 接下来的 E步骤，服务提供商的资源服务器发送过来的脚本代码，会提取出 Hash中的令牌。
(三). 密码模式
密码模式( ResourceOwnerPasswordCredentialsGrant)中，用户向客户端提供自己的用户名和密码。客户端使用这些信息，向"服务商提供商"索要授权。
在这种模式中，用户必须把自己的密码给客户端，但是客户端不得储存密码。这通常用在用户对客户端高度信任的情况下，比如客户端是操作系统的一部分，或者由一个著名公司出品。而认证服务器只有在其他授权模式无法执行的情况下，才能考虑使用这种模式。
它的步骤如下：
(A). 用户向客户端提供用户名和密码。
(B). 客户端将用户名和密码发给认证服务器，向后者请求令牌。
(C). 认证服务器确认无误后，向客户端提供访问令牌。
B步骤中，客户端发出的HTTP请求，包含以下参数：
| 参数 | 具体含义 | 是否必填 |
|---|---|---|
| grant_type | 授权类型 | 必选项，此处的值固定为"password" |
| username | 用户名 | 必选项 |
| password | 用户的密码 | 必选项 |
| scope | 申请的权限范围 | 可选项 |
下面是一个例子：
POST /token HTTP/1.1
Host: server.example.com
Authorization: Basic czZCaGRSa3F0MzpnWDFmQmF0M2JW
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
grant_type=password&username=johndoe&password=A3ddj3w
C步骤中，认证服务器向客户端发送访问令牌：
| 参数 | 具体含义 | 是否必填 |
|---|---|---|
| access_token | 访问令牌 | 必选项 |
| token_type | 牌类型，该值大小写不敏感 | 必选项 |
| expires_in | 过期时间，单位为秒。如果省略该参数，必须其他方式设置过期时间 | 可选项 |
| scope | 权限范围 | 如果与客户端申请的范围一致，此项可省略 |
| example_parameter | 如果客户端的请求中包含这个参数，认证服务器的回应也必须一模一样包含这个参数 | 可选项 |
下面是一个例子：
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json;charset=UTF-8
Cache-Control: no-store
Pragma: no-cache
{
"access_token":"2YotnFZFEjr1zCsicMWpAA",
"token_type":"example",
"expires_in":3600,
"refresh_token":"tGzv3JOkF0XG5Qx2TlKWIA",
"example_parameter":"example_value"
}
(四). 客户端模式
客户端模式( ClientCredentialsGrant)指客户端以自己的名义，而不是以用户的名义，向"服务提供商"进行认证。严格地说，客户端模式并不属于OAuth框架所要解决的问题。
在这种模式中，用户直接向客户端注册，客户端以自己的名义要求"服务提供商"提供服务，其实不存在授权问题。
它的步骤如下：
(A). 客户端向认证服务器进行身份认证，并要求一个访问令牌。
(B). 认证服务器确认无误后，向客户端提供访问令牌。
A步骤中，客户端发出的HTTP请求，包含以下参数：
| 参数 | 具体含义 | 是否必填 |
|---|---|---|
| grant_type | 授权类型 | 必选项，此处的值固定为"clientcredentials" |
| scope | 权限范围 | 可选项。 |
POST /token HTTP/1.1
Host: server.example.com
Authorization: Basic czZCaGRSa3F0MzpnWDFmQmF0M2JW
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
grant_type=client_credentials
认证服务器必须以某种方式，验证客户端身份。
B步骤中，认证服务器向客户端发送访问令牌，下面是一个例子：
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json;charset=UTF-8
Cache-Control: no-store
Pragma: no-cache
{
"access_token":"2YotnFZFEjr1zCsicMWpAA",
"token_type":"example",
"expires_in":3600,
"example_parameter":"example_value"
}
总结
本文介绍了 OAuth2.0的一些基本概念，以及四种授权模式：授权码模式、简单模式、密码模式和客户端模式。o
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