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PHP 單點登入實現方案

單點登入SSO(Single Sign On)說得簡單點就是在一個多系統共存的環境下,使用者在一處登入後,就不用在其他系統中登入,也就是使用者的一次登入能得到其他所有系統的信任。單點登入在大型網站裡使用得非常頻繁,例如像阿里巴巴這樣的網站,在網站的背後是成百上千的子系統,使用者一次操作或交易可能涉及到幾十個子系統的協作,如果每個子系統都需要使用者認證,不僅使用者會瘋掉,各子系統也會為這種重複認證授權的邏輯搞瘋掉。實現單點登入說到底就是要解決如何產生和儲存那個信任,再就是其他系統如何驗證這個信任的有效性,因此要點也就以下幾個:

  • 儲存信任
  • 驗證信任

只要解決了以上的問題,達到了開頭講得效果就可以說是SSO。最簡單實現SSO的方法就是用Cookie,實現流程如下所示:

不然發現以上的方案是把信任儲存在客戶端的Cookie裡,這種方法雖然實現方便但立馬會讓人質疑兩個問題:

  • Cookie不安全
  • 不能跨域免登

對於第一個問題一般都是通過加密Cookie來處理,第二個問題是硬傷,其實這種方案的思路的就是要把這個信任關係儲存在客戶端,要實現這個也不一定只能用Cookie,用flash也能解決,flash的Shared Object API就提供了儲存能力。

一般說來,大型系統會採取在服務端儲存信任關係的做法,實現流程如下所示:

以上方案就是要把信任關係儲存在單獨的SSO系統(暫且這麼稱呼它)裡,說起來只是簡單地從客戶端移到了服務端,但其中幾個問題需要重點解決:

  • 如何高效儲存大量臨時性的信任資料
  • 如何防止資訊傳遞過程被篡改
  • 如何讓SSO系統信任登入系統和免登系統

對於第一個問題,一般可以採用類似與memcached的分散式快取的方案,既能提供可擴充套件資料量的機制,也能提供高效訪問。對於第二個問題,一般採取數字簽名的方法,要麼通過數字證書籤名,要麼通過像md5的方式,這就需要SSO系統返回免登URL的時候對需驗證的引數進行md5加密,並帶上token一起返回,最後需免登的系統進行驗證信任關係的時候,需把這個token傳給SSO系統,SSO系統通過對token的驗證就可以辨別資訊是否被改過。對於最後一個問題,可以通過白名單來處理,說簡單點只有在白名單上的系統才能請求生產信任關係,同理只有在白名單上的系統才能被免登入。

 

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利用webservice,session,cookie技術,來進行通用的單點登入系統的分析與設計。具體實現語言為PHP。單點 登入,英文名為Single Sign On,簡稱為 SSO,是目前企業,網路業務的使用者綜合處理的重要組成部分。而SSO的定義,是在多個應用系統中,使用者只需要登陸一次就可以訪問所有相互信任的應用系 統。

動機:

用過ucenter的全站登入方式的朋友,應該都知道這是典型的觀察者模式的解決方案。使用者中心作為subject, 其所屬observer的註冊和刪除統一在ucenter的後臺進行。而各個子應用站點都對應一個observer。每次使用者中心的登入動作,都會觸發 js腳本回調w3c標準的子站登入介面(api/uc.php)。

這種方式的缺點,本人認為主要是兩點:1. 子站點過多時,回撥介面相應增多,這個在分佈子站的量的限制上,如何控制來使登入效率不會太低,不好把握; 2. 當某個子站回撥接口出現問題時,預設的登入過程會卡住(可以限制登入程式的執行時間,但相應出現問題子站後面的子站的回撥介面就調不到了。

基於以上問題,在實際開發過程中,本人設計了另一套單點登入系統。

一. 登陸原理說明

單點登入的技術實現機制:當用戶第一次訪問應用系統1的時候,因為還沒有登入,會被引導到認證系統中進行登入;根據使用者提供的登入資訊,認證系統進行身份效驗,如果通過效驗,應該返回給使用者一個認證的憑據--ticket;使用者再訪問別的應用的時候,就會將這個ticket帶上,作為自己認證的憑據,應用系統接受到請求之後會把ticket送到認證系統進行效驗,檢查ticket的合法性。如果通過效驗,使用者就可以在不用再次登入的情況下訪問應用系統2和應用系統3了。

可以看出,要實現SSO,需要以下主要的功能:

a) 所有應用系統共享一個身份認證系統;

b) 所有應用系統能夠識別和提取ticket資訊;

c) 應用系統能夠識別已經登入過的使用者,能自動判斷當前使用者是否登入過,從而完成單點登入的功能

基於以上基本原則,本人用php語言設計了一套單點登入系統的程式,目前已投入正式生成伺服器執行。本系統程式,將ticket資訊以全系統唯一的 session id作為媒介,從而獲取當前線上使用者的全站資訊(登陸狀態資訊及其他需要處理的使用者全站資訊)。

二. 過程說明:

登陸流程:

1. 第一次登陸某個站:

a) 使用者輸入使用者名稱+密碼,向用戶驗證中心傳送登入請求

b) 當前登入站點,通過webservice請求,使用者驗證中心驗證使用者名稱,密碼的合法性。如果驗證通過,則生成ticket,用於標識當前會話的使用者,並將當前登陸子站的站點識別符號記錄到使用者中心,最後

c) 將獲取的使用者資料和ticket返回給子站。如果驗證不通過,則返回相應的錯誤狀態碼。

d) 根據上一步的webservice請求返回的結果,當前子站對使用者進行登陸處理:如狀態碼錶示成功的話,則當前站點通過本站cookie儲存ticket,並本站記錄使用者的登入狀態。狀態碼錶示失敗的話,則給使用者相應的登入失敗提示。

2. 登陸狀態下,使用者轉到另一子:

a) 通過本站cookie或session驗證使用者的登入狀態:如驗證通過,進入正常本站處理程式;否則戶中心驗證使用者的登入狀態(傳送ticket到使用者驗證中心),如驗證通過,則對返回的使用者資訊進行本地的登入處理,否則表明使用者未登入。

登出流程

a) 當前登出站清除使用者本站的登入狀態 和 本地儲存的使用者全站唯一的隨機id

b) 通過webservice介面,清除全站記錄的全站唯一的隨機id。webservice介面會返回,登出其他已登入子站的JavaScript程式碼,本站輸出此程式碼。

c) js程式碼訪問相應站W3C標準的登出指令碼

三. 程式碼說明:

本文所涉及到相關程式碼,已打包上傳,如有興趣,可在本文最後下載連結處點選下載。

1. 登陸流程:

使用者從開啟瀏覽器開始,第一個登陸的子站點,必須呼叫UClientSSO::loginSSO()方法。該方法返回全站唯一的隨機id用於標識該使用者。該隨機id在UClientSSO::loginSSO()中已通過本站cookie儲存,即該子站點保留了使用者已登陸標識的存根於本站。

           a) UClientSSO::loginSSO()方法如下:

複製程式碼
  1 <?php
  2 /**
  3  * 使用者驗證中心 登陸使用者處理
  4  *
  5  * @param string $username      - 使用者名稱
  6  * @param string $password      - 使用者原始密碼
  7  * @param boolean $remember     - 是否永久記住登陸賬號
  8  * @param boolean $alreadyEnc   - 傳入的密碼是否已經經過simpleEncPass加密過
  9  *
 10  * @return array   - integer $return['status'] 大於 0:返回使用者 ID,表示使用者登入成功
 11  *                                                -1:使用者不存在,或者被刪除
 12  *                                                -2:密碼錯
 13  *                                                                                                  -11:驗證碼錯誤
 14  *                                          string $return['username']     : 使用者名稱
 15  *                                          string $return['password']     : 密碼
 16  *                                          string $return['email']        : Email
 17  */
 18 
 19 static public function loginSSO($username, $password, $remember=false, $alreadyEnc=false) {
 20 self::_init();
 21 self::_removeLocalSid();
 22 $ret = array();
 23 
 24 //
 25 //1. 處理傳入webservice介面的引數
 26 //
 27 $_params  = array(
 28                 'username' => $username,
 29                 'password' => $alreadyEnc ? trim($password) : self::simpleEncPass(trim($password)),
 30                 'ip'       => self::onlineip(),
 31                 'siteFlag' => self::$site,
 32                 'remember' => $remember
 33 );
 34 $_params['checksum'] = self::_getCheckSum($_params['username'] . $_params['password'] .
 35 $_params['ip'] . $_params['siteFlag'] . $_params['remember']);
 36 
 37 //
 38 // 2.呼叫webservice介面,進行登陸處理
 39 //
 40 $aRet = self::_callSoap('loginUCenter', $_params);
 41 
 42 if (intval($aRet['resultFlag']) > 0 && $aRet['sessID']) {
 43 //成功登陸
 44 //設定本地session id
 45 self::_setLocalSid($aRet['sessID']);
 46 
 47 //設定使用者中心的統一session id指令碼路徑
 48 self::$_synloginScript = urldecode($aRet['script']);
 49 
 50 $ret = $aRet['userinfo'];
 51 } else {
 52 
 53 $ret['status'] = $aRet['resultFlag'];
 54 }
 55 
 56 return $ret;
 57 }//end of function                   [/php]
 58 
 59 b) 使用者驗證中心的webservice服務程式,接收到登陸驗證請求後,呼叫UCenter::loginUCenter()方法來處理登陸請求。
 60 [php]/**
 61 * 使用者驗證中心 登陸使用者處理
 62 *
 63 * @param string $username
 64 * @param string $password
 65 * @param string $ip
 66 * @param string $checksum
 67 * @return array
 68 */
 69 static public function loginUCenter($username, $password, $ip, $siteFlag, $remember=false) {
 70 self::_init();
 71 session_start();
 72 $ret = array();
 73 $arr_login_res     = login_user($username, $password, $ip);
 74 $res_login         = $arr_login_res['status'];                //
 75 $ret['resultFlag'] = $res_login;
 76 
 77 if ($res_login < 1) {
 78 //登陸失敗
 79 } else {
 80 
 81 //登陸成功
 82 $_SESSION[self::$_ucSessKey] = $arr_login_res;
 83 
 84 $_SESSION[self::$_ucSessKey]['salt'] =
 85 self::_getUserPassSalt($_SESSION[self::$_ucSessKey]['username'], $_SESSION[self::$_ucSessKey]['password']);
 86 
 87 $ret['userinfo'] = $_SESSION[self::$_ucSessKey];
 88 $ret['sessID']   = session_id();        //生成全站的唯一session id,作為ticket全站通行
 89 
 90 //
 91 //合作中心站回撥登陸介面(設定使用者中心的統一session id)
 92 //
 93 self::_createCoSitesInfo();
 94 $uinfo = array();
 95 $_timestamp = time();
 96 $_rawCode = array(
 97                         'action' => 'setSid',
 98                         'sid'    => $ret['sessID'],
 99                         'time'   => $_timestamp,
100 );
101 if ($remember) {
102 $uinfo = array(
103                                 'remember' => 1,
104                                 'username' => $username,
105                                 'password' => $password
106 );
107 }
108 
109 $ret['script'] = '';
110 $_rawStr = http_build_query(array_merge($_rawCode, $uinfo));
111 
112 //
113 // 合作站點的全域cookie設定指令碼地址
114 //
115 foreach ((array)self::$_coSitesInfo as $_siteInfo) {
116 $_code = self::authcode($_rawStr, 'ENCODE', $_siteInfo['key']);
117 $_src = $_siteInfo['url'] . '?code=' . $_code . '&time=' . $_timestamp;
118 $ret['script'] .= urlencode('');
119 }
120 
121 //
122 // 記住已登陸戰
123 //
124 self::registerLoggedSite($siteFlag, $ret['sessID']);
125 
126 unset($ret['userinfo']['salt']);
127 }
128 
129 return $ret;
130 }
131 
132 ?>
複製程式碼

 

2. 本站登陸成功後,進行本地化的使用者登陸處理,其後驗證使用者是否登陸只在本地驗證。(本地存取登陸使用者狀態的資訊,請設定為關閉瀏覽器就退出)

        3. 當檢測使用者登陸狀態時,請先呼叫本地的驗證處理,若本地驗證不通過,再呼叫UClientSSO::checkUserLogin()方法到使用者中心檢測使用者的登陸狀態。

a) UClientSSO::checkUserLogin()方法如下:

複製程式碼
 1 <?php
 2 /**
 3  * 使用者單點登陸驗證函式
 4  *
 5  * @return array   - integer $return['status'] 大於 0:返回使用者 ID,表示使用者登入成功
 6  *                                                                                                    0:使用者沒有在全站登陸
 7  *                                                -1:使用者不存在,或者被刪除
 8  *                                                -2:密碼錯
 9  *                                                -3:未進行過單點登陸處理
10  *                                                                                                  -11:驗證碼錯誤
11  *                                          string $return['username']     : 使用者名稱
12  *                                          string $return['password']     : 密碼
13  *                                          string $return['email']        : Email
14  */
15 public static function checkUserLogin(){
16 self::_init();
17 $ret = array();
18 $_sessId = self::_getLocalSid();
19 if (empty($_sessId)) {
20 //永久記住賬號處理
21 if(isset($_COOKIE[_UC_USER_COOKIE_NAME]) && !empty($_COOKIE[_UC_USER_COOKIE_NAME])) {
22 
23 //
24 // 根據cookie裡的使用者名稱和密碼判斷使用者是否已經登陸。
25 //
26 $_userinfo = explode('|g|', self::authcode($_COOKIE[_UC_USER_COOKIE_NAME], 'DECODE', self::$_authcodeKey));
27 
28 $username = $_userinfo[0];
29 $password = isset($_userinfo[1]) ? $_userinfo[1] : '';
30 if (empty($password)) {
31 $ret['status'] = -3;
32 } else {
33 return self::loginSSO($username, $password, true, true);
34 }
35 
36 } else {
37 $ret['status'] = -3;
38 }
39 
40 } else {
41 //
42 //本站原先已經登陸過,通過保留的sesson id存根去使用者中心驗證
43 //
44 $_params  = array(
45                         'sessId'   => $_sessId,
46                         'siteFlag' => self::$site,
47                         'checksum' => md5($_sessId . self::$site . self::$_mcComunicationKey)
48 );
49 $aRet = self::_callSoap('getOnlineUser', $_params);
50 if (intval($aRet['resultFlag']) > 0) {
51 //成功登陸
52 $ret = $aRet['userinfo'];
53 } else {
54 $ret['status'] = $aRet['resultFlag'];
55 }
56 }
57 
58 return $ret;
59 }                   [/php]
60 
61 b) 使用者驗證中心的webservice服務程式,接收到檢驗登陸的請求後,呼叫UCenter::getOnlineUser()方法來處理登陸請求:
62 [php]/**
63 * 根據sid,獲取當前登陸的使用者資訊
64 *
65 * @param string $sessId        - 全站唯一session id,用做ticket
66 * @return array
67 */
68 /**
69  * 根據sid,獲取當前登陸的使用者資訊
70  *
71  * @param string $sessId        - 全站唯一session id,用做ticket
72  * @return array
73  */
74 static public function getOnlineUser($sessId, $siteFlag) {
75 self::_init();
76 session_id(trim($sessId));
77 session_start();
78 
79 $ret = array();
80 $_userinfo = $_SESSION[self::$_ucSessKey];
81 
82 if (isset($_userinfo['username']) && isset($_userinfo['password']) &&
83 self::_getUserPassSalt($_userinfo['username'], $_userinfo['password'])) {
84 $ret['resultFlag'] = "1";
85 $ret['userinfo'] = $_userinfo;
86 
87 self::registerLoggedSite($siteFlag, $sessId);                //記住已登陸戰
88 unset($ret['userinfo']['salt']);
89 } else {
90 $ret['resultFlag'] = "0";
91 }
92 
93 return ($ret);
94 }
95 ?>
複製程式碼

 

4. 單點登出時,呼叫UClientSSO::logoutSSO()方法。呼叫成功後,如需其他已登陸站立即登出,請呼叫 UClientSSO::getSynloginScript()方法獲取W3C標準的script,在頁面輸出。
             a) UClientSSO::logoutSSO()方法如下:         

複製程式碼
<?php
/**
* 全站單點登出
*  - 通過webservice請求登出掉使用者的全站唯一標識
*
* @return integer    1: 成功
*                                     -11:驗證碼錯誤
*/
public static function logoutSSO(){
        self::_init();
        $_sessId = self::_getLocalSid();

        //
        //本站沒有登陸的話,不讓同步登出其他站
        //
        if (empty($_sessId)) {
                self::_initSess(true);
                return false;
        }
        $_params  = array(
                'sessId'   => $_sessId,
                'siteFlag' => self::$site,
                'checksum' => md5($_sessId . self::$site . self::$_mcComunicationKey)
        );

        $aRet = self::_callSoap('logoutUCenter', $_params);
        if (intval($aRet['resultFlag']) > 0) {
                //成功登出
                self::_removeLocalSid();                //移除本站記錄的sid存根
                self::$_synlogoutScript = urldecode($aRet['script']);
                $ret = 1;
        } else {
                $ret = $aRet['resultFlag'];
        }
        return intval($ret);
}                   [/php]

        b) 使用者驗證中心的webservice服務程式,接收到全站登出請求後,呼叫UCenter::loginUCenter()方法來處理登陸請求:
[php]/**
* 登出全站處理
*
* @param string - 全站唯一session id,用做ticket
* @return boolean
*/
static public function logoutUCenter($sessId) {
        self::_init();
        session_id(trim($sessId));
        session_start();

        $_SESSION = array();
        return empty($_SESSION) ? true : false;
}
?>
複製程式碼

 

四. 程式碼部署:         
        1. 使用者驗證中心設定                 
            a) 使用者驗證中心向分站提供的webservice服務介面檔案,即UserSvc.php部署在hostname/webapps/port/ UserSvc.php中。檢視wsdl內容,請訪問https://hostname/port/ UserSvc.php?wsdl
            b) 使用者中心使用者單點服務類檔案為UCenterSSO.class.php,檔案路徑為在hostname/webapps/include /UCenterSSO.class.php。該檔案為使用者單點登陸處理 的服務端類,被hostname/webapps/port/ UserSvc.php呼叫。用於獲取使用者的登陸資訊,是否單點登陸的狀態資訊,單點登出處理等。
            c) 使用者驗證中心通過W3C標準,利用cookie方式記錄,刪除全站統一的使用者唯一隨機id 的指令碼檔案為hostname/webapps/port/cookie_mgr.php.
       
       2. 子站點設定                 
           a) 各子站點請將,UClientSSO.class.php部署在使用者中心服務客戶端目錄下。部署好後,請修改最後一行的UClientSSO::setSite('1'); 引數值為使用者驗證中心統一分配給各站的標識id.
           b) 在部署的使用者中心服務客戶端包下的api目錄下下,請將logout_sso.php指令碼轉移到此處,並編寫進行本站登出的處理指令碼。
           c) 在子站點驗證使用者登陸狀態的程式碼部分,額外增加到使用者中心的單點登陸驗證的處理。
               即在首先通過本站驗證使用者的登陸狀態,如果未通過驗證,則去使用者中心驗證。驗證操作要呼叫UClientSSO::checkUserLogin();介面,介面含義請檢視程式碼註釋。
           d) 在分站的登出處理指令碼中,通過UClientSSO::getSynlogoutScript();獲取script串輸出即可。

五. 擴充套件功能:       
      1. 記錄跟蹤所有線上使用者
               因為所有使用者的登入都要經過使用者驗證中心,所有使用者的ticket都在驗證中心生成,可以將使用者和該ticket(session id)在記憶體表中建立一個對映表。得到所有線上使用者的記錄表。
               後期如有必要跟蹤使用者狀態來實現其他功能,只要跟蹤這個對映表就可以了。其他功能可以為: 獲取線上使用者列表,判斷使用者線上狀態,獲取線上使用者人數等。

 2. 特殊統計處理
                   因為整個系統登入登出要經過使用者驗證中心,所以可以針對使用者的特殊統計進行處理。如使用者每天的登入次數,登陸時間,登陸狀態失效時間,各時段的線上使用者人數走勢等。

六. 其他事項:       
     1. 本站登陸狀態有效時間問題:                  
         全站要求使用者登陸狀態在關閉瀏覽器時就失效。要求各分站對session或cookie的處理方式按照如下進行:
          a) Session方式記錄使用者登陸狀態的站點
                  請在站點公用指令碼開始處,新增一下程式碼

複製程式碼
1 <?php
2 session_write_close();
3 ini_set('session.auto_start', 0);                    //關閉session自動啟動
4 ini_set('session.cookie_lifetime', 0);            //設定session在瀏覽器關閉時失效
5 ini_set('session.gc_maxlifetime', 3600);  //session在瀏覽器未關閉時的持續存活時間     
6 ?>
複製程式碼

         b) cookie方式記錄使用者登陸狀態的站點
                 請在設定使用者登陸狀態的cookie時,設定cookie有效時間為null.