《基于OAuth2.0与JWT的单点登录跨域解决方案》
图片来源于网络，如有侵权联系删除
一、引言
在现代的分布式系统和微服务架构中，单点登录（Single Sign - On，SSO）成为了一个非常重要的需求，它允许用户使用一组凭据登录到多个相关的应用程序中，提高了用户体验并简化了系统的管理，OAuth2.0是一种广泛使用的授权框架，而JSON Web Token（JWT）为身份验证和授权提供了一种简洁、安全且易于扩展的方式，当涉及到跨域的单点登录场景时，结合OAuth2.0和JWT能够提供高效且可靠的解决方案。
二、OAuth2.0基础
1、授权流程
- OAuth2.0定义了多种授权类型，如授权码模式、隐式模式、密码模式和客户端凭证模式等，在单点登录场景中，授权码模式是最常用的，用户首先访问某个客户端应用（例如Web应用A），该应用将用户重定向到授权服务器，授权服务器对用户进行身份验证（例如通过用户名和密码），验证通过后，会返回一个授权码给Web应用A，Web应用A再使用这个授权码向授权服务器换取访问令牌（Access Token）和可选的刷新令牌（Refresh Token）。
- 这种授权流程将身份验证和授权分离开来，使得不同的客户端应用可以依赖授权服务器进行用户身份验证，而自身专注于业务逻辑和资源访问的授权控制。
2、角色与作用
资源所有者（User）：即系统的用户，拥有自己的账号信息，可以授予客户端应用访问其受保护资源的权限。
客户端（Client）：代表需要访问用户受保护资源的应用程序，如Web应用、移动应用等，客户端需要在授权服务器上注册，获取客户端ID和客户端密钥等信息。
授权服务器（Authorization Server）：负责验证用户身份，颁发授权码、访问令牌和刷新令牌等操作。
资源服务器（Resource Server）：存储用户的受保护资源，如用户信息、业务数据等，它会验证访问令牌的有效性，以决定是否允许客户端访问资源。
三、JWT在单点登录中的应用
图片来源于网络，如有侵权联系删除
1、JWT结构与特点
- JWT由三部分组成：头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature），头部通常包含令牌的类型（如JWT）和使用的签名算法（如HMAC - SHA256、RSA等），载荷包含了一些声明信息，如用户ID、用户名、过期时间（Expiration Time，exp）、颁发时间（Issued At，iat）等自定义的用户相关信息，签名是通过对头部和载荷进行编码后，使用私钥（在非对称加密情况下）或密钥（在对称加密情况下）进行加密生成的，用于验证令牌的完整性和真实性。
- JWT的一个重要特点是它是自包含的，客户端应用可以在不需要频繁查询授权服务器的情况下，验证JWT的有效性，只要它知道用于验证签名的密钥，这大大提高了系统的性能和可扩展性，特别是在跨域场景下，减少了网络延迟。
2、单点登录中的角色
- 在单点登录系统中，当用户在授权服务器成功登录并获取到JWT后，这个JWT可以在多个不同域的客户端应用中使用，用户登录了域名为example1.com的Web应用并获取了JWT，然后当用户访问example2.com的另一个相关Web应用时，这个Web应用可以验证JWT的有效性，如果有效，就可以根据JWT中的用户信息进行用户身份识别，实现单点登录的效果。
四、跨域单点登录的实现
1、跨域问题概述
- 在Web开发中，由于浏览器的同源策略，不同域之间的资源访问受到限制，域A（http://domainA.com）的JavaScript代码不能直接访问域B（http://domainB.com）的资源，在单点登录场景下，如果授权服务器、客户端应用和资源服务器位于不同的域，就需要解决跨域问题。
2、CORS（跨域资源共享）解决方案
- 在OAuth2.0和JWT的单点登录跨域场景中，可以使用CORS来允许不同域之间的交互，授权服务器需要在响应中设置合适的CORS头信息，如Access - Control - Allow - Origin，以指定哪些域可以访问其资源，如果授权服务器允许example1.com和example2.com的客户端应用访问，它可以设置Access - Control - Allow - Origin为“http://example1.com,http://example2.com”。
- 当客户端应用向授权服务器发送请求（如获取授权码、交换令牌等操作）时，浏览器会检查授权服务器返回的CORS头信息，如果符合要求，就允许客户端应用接收并处理响应。
3、JWT的跨域传递与验证
图片来源于网络，如有侵权联系删除
- 在跨域场景下，JWT需要在不同域的应用之间安全地传递，一种常见的方式是将JWT作为HTTP请求的一部分发送，例如在请求头中使用Authorization字段，格式为“Bearer <JWT>”，接收方（如另一个域的客户端应用或资源服务器）可以获取到这个JWT，然后使用相同的密钥（在对称加密情况下）或对应的公钥（在非对称加密情况下）来验证JWT的签名、检查过期时间等信息。
- 如果验证成功，接收方就可以信任JWT中的用户信息，从而实现跨域的单点登录和资源访问，为了提高安全性，可以在JWT的载荷中添加一些额外的信息，如域信息，以确保JWT只能在特定的域组合中使用。
五、安全考虑
1、JWT的安全性
- 虽然JWT是自包含的，但也存在一些安全风险，如果JWT中的密钥被泄露，攻击者就可以伪造有效的JWT，密钥的管理非常重要，在生产环境中，应该使用安全的密钥存储方式，如硬件安全模块（HSM）。
- 要注意JWT的过期时间设置，如果过期时间过长，一旦JWT被泄露，攻击者就有更多的时间利用它，而过期时间过短，可能会导致用户频繁登录，影响用户体验。
2、跨域安全
- 在跨域场景下，除了使用CORS进行安全的跨域资源共享控制外，还需要防止跨站请求伪造（CSRF）攻击，对于基于OAuth2.0和JWT的单点登录系统，可以在JWT中添加一些与CSRF相关的声明，如随机的CSRF令牌，客户端应用在发送请求时，需要将这个CSRF令牌包含在请求中，资源服务器在验证JWT的同时，也验证CSRF令牌的有效性，从而防止CSRF攻击。
六、总结
基于OAuth2.0和JWT的单点登录跨域解决方案为现代分布式系统和微服务架构中的用户身份验证和授权提供了一种高效、安全且灵活的方式，通过理解OAuth2.0的授权流程、JWT的结构和特点，以及解决跨域问题的相关技术（如CORS），可以构建出可靠的单点登录系统，在实现过程中要充分考虑安全因素，如JWT的密钥管理、过期时间设置以及跨域安全中的CSRF防范等，以确保系统的安全性和稳定性，随着技术的不断发展，这种解决方案也可以不断演进和优化，以适应更多复杂的业务场景和安全需求。
评论列表