浅析C#中单点登录的原理和使用

什么是单点登录？

我想肯定有一部分人“望文生义”的认为单点登录就是一个用户只能在一处登录，其实这是错误的理解（我记得我第一次也是这么理解的）。

单点登录指的是多个子系统只需要登录一个，其他系统不需要登录了（一个浏览器内）。一个子系统退出，其他子系统也全部是退出状态。

如果你还是不明白，我们举个实际的例子把。比如博客园首页：https://www.cnblogs.com，和博客园的找找看http://zzk.cnblogs.com。这就是两个系统（不同的域名）。如果你登录其中一个，另一个也是登录状态。如果你退出一个，另一个也是退出状态了。

那么这是怎么实现的呢？这就是我们今天要分析的问题了。

单点登录(SSO)原理

首先我们需要一个认证中心(Service)，和两个子系统(Client)。

当浏览器第一次访问Client1时，处于未登录状态 -> 302到认证中心(Service) -> 在Service的登录页面登录(写入Cookie记录登录信息) -> 302到Client1(写入Cookie记录登录信息)

第二次访问Client1 -> 读取Client1中Cookie登录信息 -> Client1为登录状态

第一次访问Client2 -> 读取Client2中Cookie中的登录信息 -> Client2为未登录状态 -> 302到在Service(读取Service中的Cookie为登录状态) -> 302到Client2(写入Cookie记录登录信息)

我们发现在访问Client2的时候，中间时间经过了几次302重定向，并没有输入用户名密码去登录。用户完全感觉不到，直接就是登录状态了。

图解：

手撸一个SSO

环境：.NET Framework 4.5.2

Service：

/// <summary>
/// 登录
/// </summary>
/// <param name="name"></param>
/// <param name="passWord"></param>
/// <param name="backUrl"></param>
/// <returns></returns>
[HttpPost]
public string Login(string name, string passWord, string backUrl)
{
if (true)//TODO：验证用户名密码登录
{
//用Session标识会话是登录状态
Session["user"] = "XX已经登录";
//在认证中心 保存客户端Client的登录认证码
TokenIds.Add(Session.SessionID, Guid.NewGuid());
}
else//验证失败重新登录
{
return "/Home/Login";
}
return backUrl + "?tokenId=" + TokenIds[Session.SessionID];//生成一个tokenId 发放到客户端
}

Client：

public static List<string> Tokens = new List<string>();
public async Task<ActionResult> Index()
{
var tokenId = Request.QueryString["tokenId"];
//如果tokenId不为空，则是由Service302过来的。
if (tokenId != null)
{
using (HttpClient http = new HttpClient())
{
//验证Tokend是否有效
var isValid = await http.GetStringAsync("http://localhost:8018/Home/TokenIdIsValid?tokenId=" + tokenId);
if (bool.Parse(isValid.ToString()))
{
if (!Tokens.Contains(tokenId))
{
//记录登录过的Client (主要是为了可以统一登出)
Tokens.Add(tokenId);
}
Session["token"] = tokenId;
}
}
}
//判断是否是登录状态
if (Session["token"] == null || !Tokens.Contains(Session["token"].ToString()))
{
return Redirect("http://localhost:8018/Home/Verification?backUrl=http://localhost:26756/Home");
}
else
{
if (Session["token"] != null)
Session["token"] = null;
}
return View();
}

效果图：



当然，这只是用较少的代码撸了一个较简单的SSO。仅用来理解，勿用于实际应用。

IdentityServer4实现SSO

环境：.NET Core 2.0

上面我们手撸了一个SSO，接下来我们看看.NET里的IdentityServer4怎么来使用SSO。

首先建一个IdentityServer4_SSO_Service(MVC项目)，再建两个IdentityServer4_SSO_Client(MVC项目)

在Service项目中用nuget导入

IdentityServer4 2.0.2

、

IdentityServer4.AspNetIdentity 2.0.0

、

IdentityServer4.EntityFramework 2.0.0

在Client项目中用nuget导入

IdentityModel 2.14.0

然后分别设置Service和Client项目启动端口为 5001(Service)、5002(Client1)、5003(Client2)



在Service中新建一个类Config：

public class Config
{
public static IEnumerable<IdentityResource> GetIdentityResources()
{
return new List<IdentityResource>
{
new IdentityResources.OpenId(),
new IdentityResources.Profile(),
};
}

public static IEnumerable<ApiResource> GetApiResources()
{
return new List<ApiResource>
{
new ApiResource("api1", "My API")
};
}

// 可以访问的客户端
public static IEnumerable<Client> GetClients()
{
return new List<Client>
{
// OpenID Connect hybrid flow and client credentials client (MVC)
//Client1
new Client
{
ClientId = "mvc1",
ClientName = "MVC Client1",
AllowedGrantTypes = GrantTypes.HybridAndClientCredentials,
RequireConsent = true,
ClientSecrets =
{
new Secret("secret".Sha256())
},
RedirectUris = { "http://localhost:5002/signin-oidc" }, //注意端口5002 是我们修改的Client的端口
PostLogoutRedirectUris = { "http://localhost:5002/signout-callback-oidc" },
AllowedScopes =
{
IdentityServerConstants.StandardScopes.OpenId,
IdentityServerConstants.StandardScopes.Profile,
"api1"
},
AllowOfflineAccess = true
},
//Client2
new Client
{
ClientId = "mvc2",
ClientName = "MVC Client2",
AllowedGrantTypes = GrantTypes.HybridAndClientCredentials,
RequireConsent = true,
ClientSecrets =
{
new Secret("secret".Sha256())
},
RedirectUris = { "http://localhost:5003/signin-oidc" },
PostLogoutRedirectUris = { "http://localhost:5003/signout-callback-oidc" },
AllowedScopes =
{
IdentityServerConstants.StandardScopes.OpenId,
IdentityServerConstants.StandardScopes.Profile,
"api1"
},
AllowOfflineAccess = true
}
};
}
}

新增一个ApplicationDbContext类继承于IdentityDbContext：

public class ApplicationDbContext : IdentityDbContext<IdentityUser>
{
public ApplicationDbContext(DbContextOptions<ApplicationDbContext> options)
: base(options)
{
}
protected override void OnModelCreating(ModelBuilder builder)
{
base.OnModelCreating(builder);
}
}

在文件appsettings.json中配置数据库连接字符串：

"ConnectionStrings": {
"DefaultConnection": "Server=(local);Database=IdentityServer4_Demo;Trusted_Connection=True;MultipleActiveResultSets=true"
}

在文件Startup.cs的ConfigureServices方法中增加:

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddDbContext<ApplicationDbContext>(options =>
options.UseSqlServer(Configuration.GetConnectionString("DefaultConnection"))); //数据库连接字符串
services.AddIdentity<IdentityUser, IdentityRole>()
.AddEntityFrameworkStores<ApplicationDbContext>()
.AddDefaultTokenProviders();

services.AddMvc();

string connectionString = Configuration.GetConnectionString("DefaultConnection");
var migrationsAssembly = typeof(Startup).GetTypeInfo().Assembly.GetName().Name;
services.AddIdentityServer()
.AddDeveloperSigningCredential()
.AddAspNetIdentity<IdentityUser>()
.AddConfigurationStore(options =>
{
options.ConfigureDbContext = builder =>
builder.UseSqlServer(connectionString,
sql => sql.MigrationsAssembly(migrationsAssembly));
})
.AddOperationalStore(options =>
{
options.ConfigureDbContext = builder =>
builder.UseSqlServer(connectionString,
sql => sql.MigrationsAssembly(migrationsAssembly));
options.EnableTokenCleanup = true;
options.TokenCleanupInterval = 30;
});
}

并在Startup.cs文件里新增一个方法InitializeDatabase（初始化数据库）：

/// <summary>
/// 初始数据库
/// </summary>
/// <param name="app"></param>
private void InitializeDatabase(IApplicationBuilder app)
{
using (var serviceScope = app.ApplicationServices.GetService<IServiceScopeFactory>().CreateScope())
{
serviceScope.ServiceProvider.GetRequiredService<ApplicationDbContext>().Database.Migrate();//执行数据库迁移
serviceScope.ServiceProvider.GetRequiredService<PersistedGrantDbContext>().Database.Migrate();

var context = serviceScope.ServiceProvider.GetRequiredService<ConfigurationDbContext>();
context.Database.Migrate();
if (!context.Clients.Any())
{
foreach (var client in Config.GetClients())//循环添加 我们直接添加的 5002、5003 客户端
{
context.Clients.Add(client.ToEntity());
}
context.SaveChanges();
}
if (!context.IdentityResources.Any())
{
foreach (var resource in Config.GetIdentityResources())
{
context.IdentityResources.Add(resource.ToEntity());
}
context.SaveChanges();
}
if (!context.ApiResources.Any())
{
foreach (var resource in Config.GetApiResources())
{
context.ApiResources.Add(resource.ToEntity());
}
context.SaveChanges();
}
}
}

修改Configure方法：

public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
//初始化数据
InitializeDatabase(app);
if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
app.UseBrowserLink();
app.UseDatabaseErrorPage();
}
else
{
app.UseExceptionHandler("/Home/Error");
}
app.UseStaticFiles();
app.UseIdentityServer();
app.UseMvc(routes =>
{
routes.MapRoute(
name: "default",
template: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
});
}

然后新建一个AccountController控制器，分别实现注册、登录、登出等。

新建一个ConsentController控制器用于Client回调。

然后在Client的Startup.cs类里修改ConfigureServices方法：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddMvc();
JwtSecurityTokenHandler.DefaultInboundClaimTypeMap.Clear();
services.AddAuthentication(options =>
{
options.DefaultScheme = "Cookies";
options.DefaultChallengeScheme = "oidc";
}).AddCookie("Cookies").AddOpenIdConnect("oidc", options =>
{
options.SignInScheme = "Cookies";
options.Authority = "http://localhost:5001";
options.RequireHttpsMetadata = false;
options.ClientId = "mvc2";
options.ClientSecret = "secret";
options.ResponseType = "code id_token";
options.SaveTokens = true;
options.GetClaimsFromUserInfoEndpoint = true;
options.Scope.Add("api1");
options.Scope.Add("offline_access");
});
}

对于Client的身份认证就简单了：

[Authorize]//身份认证
public IActionResult Index()
{
return View();
}

/// <summary>
/// 登出
/// </summary>
/// <returns></returns>
public async Task<IActionResult> Logout()
{
await HttpContext.SignOutAsync("Cookies");
await HttpContext.SignOutAsync("oidc");
return View("Index");
}

效果图：



 

 

源码地址（demo可配置数据库连接后直接运行）

https://github.com/zhaopeiym/BlogDemoCode/tree/master/sso(%E5%8D%95%E7%82%B9%E7%99%BB%E5%BD%95)

推荐阅读

http://www.cnblogs.com/ywlaker/p/6113927.html

https://identityserver4.readthedocs.io/en/release