OAuth2.0认证和授权机制讲解

Posted 2023-02-03 天码营

OAuth2.0认证和授权机制讲解 由Cliff发表在天码营

第三方登录是应用开发中的常用功能，通过第三方登录，我们可以更加容易的吸引用户来到我们的应用中。现在，很多网站都提供了第三方登录的功能，在他们的官网中，都提供了如何接入第三方登录的文档。但是，不同的网站文档差别极大，各种第三方文档也是千奇百怪，同时，很多网站提供的SDK用法也是各不相同。对于不了解第三方登录的新手来说，实现一个支持多网站第三方登录的功能可以说是极其痛苦。

实际上，大多数网站提供的第三方登录都遵循OAuth协议，虽然大多数网站的细节处理都是不一致的，甚至会基于OAuth协议进行扩展，但大体上其流程是一定的。今天，我们就来看看基于OAuth2的第三方登陆功能是这样一个流程。

OAuth2.0的基本流程

OAuth协议目前已经升级到了2.0，大部分的网站也是支持OAuth2.0的，因此让我们先看看OAuth2。

上图中所涉及到的对象分别为：

• Client 第三方应用，我们的应用就是一个Client
• Resource Owner 资源所有者，即用户
• Authorization Server 授权服务器，即提供第三方登录服务的服务器，如Github
• Resource Server 拥有资源信息的服务器，通常和授权服务器属于同一应用

根据上图的信息，我们可以知道OAuth2的基本流程为：

1. 第三方应用请求用户授权。
2. 用户同意授权，并返回一个凭证（code）
3. 第三方应用通过第二步的凭证（code）向授权服务器请求授权
4. 授权服务器验证凭证（code）通过后，同意授权，并返回一个资源访问的凭证（Access Token）。
5. 第三方应用通过第四步的凭证（Access Token）向资源服务器请求相关资源。
6. 资源服务器验证凭证（Access Token）通过后，将第三方应用请求的资源返回。

OAuth2.0的具体实现

看完OAuth的基本流程后，大家实际上对到底如何做OAuth验证还是不太清楚，同时，也会产生疑问，为什么需要两次获取凭证，而不是直接用户授权拿到凭证后就直接获取资源呢？这和OAuth的具体实现有关，让我们来看看OAuth2的具体实现吧。

用户授权

在用户授权这一步中，我们将得到一个用户凭证（code），我们的应用可以通过该用户凭证（code）来和授权服务器交换一个资源访问凭证（Access Token）。

这里我们只讨论第三方登录功能的实现情况，经过分析，我们可以得出用户凭证（code）具有三个特性：

• 用户凭证（code）需要由用户授权，也就是说该行为是用户的主动行为， 此时为了保证用户身份正确，实际上也需要用户通过授权服务器的验证（登录操作或者已登录状态）
• 用户凭证（code）需要授权服务器颁发，因为最终用户凭证（code）是由授权服务器验证的，同时用户授权操作为了保证用户身份，也需要在授权服务器上进行操作，因此，用户凭证（code）是由授权服务器进行颁发的
• 用户凭证（code）需要由授权服务器传递给我们的第三方应用，很明显，由用户在资源服务器上拿到凭证再手动的提交至第三方应用太麻烦，因此，当用户主动授权行为发生后，资源服务器需要将用户凭证（code）发送给第三方应用。

我们以Github为例，看看主流的第三方登录是如何满足上述三个特性的。

第0步. 引导用户进行授权：

当用户希望使用第三方登录进行登录时，第三方应用会通过类似下图【快速登录】的方式将用户引导至授权页面，为了和OAuth基本流程一致，我们将这一步定义为第0步。

第0.5步. 用户身份验证

当我们点击Github的图标，我们会进入到Github应用下面，此时实际上进行了一次用户身份的验证，之前没有登录Github的用户需要输入Github的账号密码，已登录的用户Github会根据Session进行身份确认。此操作我们称为0.5步。接下来正式进入OAuth2的流程

第1步. 用户授权

用户身份确认后会进入下面这个页面，该页面由授权服务器提供，授权服务器会告诉用户该第三方在授权服务器中提交的相关信息（如果需要实现第三方登录功能，第三方应用需要向Github、微博等应用中提交应用的相关信息，不同服务可能会需要审核等不同的步骤），以及授权后第三方应用能够获取哪些资源。在Github中，最基础的认证可以访问用户的公共信息。如果用户同意授权，需要主动的点击【Authorize application】按钮。

第2步. 返回用户凭证（code）

当用户点击按钮同意授权后，授权服务器将生成一个用户凭证（code），此时授权服务器如何将用户凭证（code）传递给第三方应用呢？

当我们向授权服务器提交应用信息时，通常需要填写一个redirect_uri，当我们引导用户进入授权页面时，也会附带一个redirect_uri的信息（如https://github.com/login/oauth/authorize?client_id=XXX&redirect_uri=http%3A%2F%2Ftianmaying.com%2Foauth%2Fgithub%2Fcallback&state=XXX），当授权服务器验证两个URL一致时，会通知浏览器跳转到redirect_uri，同时，在redirect_uri后附加用户凭证（code）的相关信息，此时，浏览器返回第三方应用同时携带用户凭证（code）的相关信息。授权后访问的redirect_uri如下：

http://tianmaying.com/oauth/github/callback?code=9e3efa6cea739f9aaab2&state=XXX

这样，第二步返回用户凭证（code）就完成了。

授权服务器授权

从这一步开始，OAuth2 的授权将有两个重大变化的发生：

• 用户主动行为结束，用户理论上可以不需要再做任何主动的操作，作为第三方应用的我们可以在后台拿到资源服务器上的资源而对用户是不可见的，当用户的浏览器跳到下一个页面时，整个OAuth2的流程已经结束
• 浏览器端行为结束，从OAuth2 的基本流程可以看出，接下来的流程已经不需要和用户进行交互，接下来的行为都在第三方应用与授权服务器、资源服务器之间的交互。

我们知道浏览器端的行为实际上是不安全的，甚至安全凭证的传递都是通过URL直接传递的。但是由于用户凭证（code）不是那么敏感，其他攻击者拿到用户凭证（code）后依然无法获取到相应的用户资源，所以之前的行为是允许的。接下来我们看看服务器如何交互来安全的获得授权服务器授权。

第3步. 请求授权服务器授权

要拿到授权服务器的授权，需要以下几个信息：

• client_id 标识第三方应用的id，由授权服务器（Github）在第三方应用提交时颁发给第三方应用
• client_secret 第三方应用和授权服务器之间的安全凭证，由授权服务器（Github）在第三方应用提交时颁发给第三方应用
• code 第一步中返回的用户凭证redirect_uri 第一步生成用户凭证后跳转到第二步时的地址
• state 由第三方应用给出的随机码

我们看到，上述信息还涉及到第三方应用的安全凭证（client_secret），因此要求OAuth要求该请求必须时POST请求，同时，还必须时HTTPS服务，以此保证获取到的验证凭证（Access Token）的安全性。

第4步. 拿到验证凭证（Access Token）

当授权服务器拿到第3步中的所有信息，验证通过后，会将Access Token返回给第三方应用。

访问资源

第5步. 请求访问用户资源

拿到验证凭证（Access Token）后，剩下的事情就很简单了，资源服务器会提供一系列关于用户资源的API，拿验证凭证（Access Token）访问相应的API即可，例如，在GIthub中，如果你想拿到用户信息，可以访问以下API：

GET https://api.github.com/user?access_token=...

注意，此时的访问不是通过浏览器进行的，而是服务器直接发送HTTP请求，因此其安全性是可以保证的。

第6步. 返回资源

如果验证凭证（Access Token）是正确的，此时资源服务器就会返回资源信息，此时整个OAuth流程就结束了。

第三方登录

看完OAuth2的资源访问流程，我们的第三方登录是如何做的呢？首先我们需要知道两点：

• 用户授权信息在授权服务器中是有记录的，当用户第一次授权给相应的第三方应用后，不需要进行再次授权
• 每个用户在资源服务器中都有一个唯一的ID，第三方应用可以将其存储起来并与本地用户系统一一对应起来

这样，当用户第一次授权并且注册后（主动注册或者第三方应用使用用户信息默认注册），当再次点击第三方登录的按钮，浏览器跳转到授权服务器，授权服务器通过Session找到用户的授权信息，发现该用户已经授权给该第三方应用，将直接跳转到redirect_uri，此时第三方应用通过唯一的用户ID找到相应的本地用户，自动帮助其登录。

这样，就可以达到直接点击第三方登录按钮，不需要任何操作，经过几次跳转后自动登录的效果了。大家快去试试吧。

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