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理解OAuth 2.0OAuth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OAuth 2.0的设计思路和运行流程做一个简明通俗的解释主要参考材料为RFC 6749。一、应用场景
为了理解OAuth的适用场合让我举一个假设的例子。
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。
2Google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所有资料的权力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。二、名词定义在详细讲解OAuth 2.0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。1 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。
2HTTP serviceHTTP服务提供商本文中简称服务提供商即上一节例子中的Google。
3Resource Owner资源所有者本文中又称用户user。
4User Agent用户代理本文中就是指浏览器。
5Authorization server认证服务器即服务提供商专门用来处理认证的服务器。
6Resource 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。知道了上面这些名词就不难理解OAuth的作用就是让客户端安全可控地获取用户的授权与服务商提供商进行互动。三、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。四、运行流程OAuth 2.0的运行流程如下图摘自RFC 6749。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客户端使用上一步获得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同意发放令牌。
E客户端使用令牌向资源服务器申请获取资源。
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。
下面一一讲解客户端获取授权的四种模式。五、客户端的授权模式
客户端必须得到用户的授权authorization grant才能获得令牌access token。OAuth 2.0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六、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。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URIredirection 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。下面是上面这些步骤所需要的参数。A步骤中客户端申请认证的URI包含以下参数
response_type表示授权类型必选项此处的值固定为code
client_id表示客户端的ID必选项
redirect_uri表示重定向URI可选项
scope表示申请的权限范围可选项
state表示客户端的当前状态可以指定任意值认证服务器会原封不动地返回这个值。下面是一个例子GET /authorize?response_typecodeclient_ids6BhdRkqt3statexyzredirect_urihttps%3A%2F%2Fclient%2Eexample%2Ecom%2Fcb HTTP/1.1Host: server.example.comC步骤中服务器回应客户端的URI包含以下参数code表示授权码必选项。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。
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。下面是个例子HTTP/1.1 302 FoundLocation: https://client.example.com/cb?codeSplxlOBeZQQYbYS6WxSbIAstatexyzD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
grant_type表示使用的授权模式必选项此处的值固定为authorization_code。
code表示上一步获得的授权码必选项。
redirect_uri表示重定向URI必选项且必须与A步骤中的该参数值保持一致。
client_id表示客户端ID必选项。下面是个例子POST /token HTTP/1.1Host: server.example.comAuthorization: Basic czZCaGRSa3F0MzpnWDFmQmF0M2JWContent-Type: application/x-www-form-urlencoded
grant_typeauthorization_codecodeSplxlOBeZQQYbYS6WxSbIA
redirect_urihttps%3A%2F%2Fclient%2Eexample%2Ecom%2FcbE步骤中认证服务器发送的HTTP回复包含以下参数
access_token表示访问令牌必选项。
token_type表示令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表示过期时间单位为秒。如果省略该参数必须其他方式设置过期时间。
refresh_token表示更新令牌用来获取下一次的访问令牌可选项。
scope表示权限范围如果与客户端申请的范围一致此项可省略。下面是个列子HTTP/1.1 200 OKContent-Type: application/json;charsetUTF-8Cache-Control: no-storePragma: no-cache{access_token:2YotnFZFEjr1zCsicMWpAA,token_type:example,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。七、简化模式
简化模式implicit grant 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response_type表示授权类型此处的值固定为token必选项。
client_id表示客户端的ID必选项。
redirect_uri表示重定向的URI可选项。
scope表示权限范围可选项。
state表示客户端的当前状态可以指定任意值认证服务器会原封不动地返回这个值。下面是个列子GET /authorize?response_typetokenclient_ids6BhdRkqt3statexyzredirect_urihttps%3A%2F%2Fclient%2Eexample%2Ecom%2Fcb HTTP/1.1Host: server.example.comC步骤中认证服务器回应客户端的URI包含以下参数
access_token表示访问令牌必选项。
token_type表示令牌类型该值大小写不敏感必选项。
expires_in表示过期时间单位为秒。如果省略该参数必须其他方式设置过期时间。
scope表示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。下面是个例子HTTP/1.1 302 FoundLocation: http://example.com/cb#access_token2YotnFZFEjr1zCsicMWpAAstatexyztoken_typeexampleexpires_in3600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代码会提取出Hash中的令牌。八、密码模式
密码模式Resource Owner Password Credentials Grant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
grant_type表示授权类型此处的值固定为password必选项。
username表示用户名必选项。
password表示用户的密码必选项。
scope表示权限范围可选项。下面是一个列子POST /token HTTP/1.1Host: server.example.comAuthorization: Basic czZCaGRSa3F0MzpnWDFmQmF0M2JWContent-Type: application/x-www-form-urlencodedgrant_typepasswordusernamejohndoepasswordA3ddj3wC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 OKContent-Type: application/json;charsetUTF-8Cache-Control: no-storePragma: no-cache{access_token:2YotnFZFEjr1zCsicMWpAA,token_type:example,expires_in:3600,refresh_token:tGzv3JOkF0XG5Qx2TlKWIA,example_parameter:example_value}上面代码中各个参数的含义参见《授权码模式》一节。
整个过程中客户端不得保存用户的密码。九、客户端模式
客户端模式Client Credentials Grant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
granttype表示授权类型此处的值固定为clientcredentials必选项。
scope表示权限范围可选项。POST /token HTTP/1.1Host: server.example.comAuthorization: Basic czZCaGRSa3F0MzpnWDFmQmF0M2JWContent-Type: application/x-www-form-urlencodedgrant_typeclient_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 OKContent-Type: application/json;charsetUTF-8Cache-Control: no-storePragma: no-cache{access_token:2YotnFZFEjr1zCsicMWpAA,token_type:example,expires_in:3600,example_parameter:example_value}上面代码中各个参数的含义参见《授权码模式》一节。十、更新令牌
如果用户访问的时候客户端的访问令牌已经过期则需要使用更新令牌申请一个新的访问令牌。
客户端发出更新令牌的HTTP请求包含以下参数
granttype表示使用的授权模式此处的值固定为refreshtoken必选项。
refresh_token表示早前收到的更新令牌必选项。
scope表示申请的授权范围不可以超出上一次申请的范围如果省略该参数则表示与上一次一致。下面是一个例子POST /token HTTP/1.1Host: server.example.comAuthorization: Basic czZCaGRSa3F0MzpnWDFmQmF0M2JWContent-Type: application/x-www-form-urlencodedgrant_typerefresh_tokenrefresh_tokentGzv3JOkF0XG5Qx2TlKWIA
