本文目录导读：
《基于Redis实现SSO单点登录的思路与实践》
SSO单点登录概述
单点登录（Single Sign - On，SSO）是一种身份验证机制，允许用户使用一组凭据（如用户名和密码）登录到多个相关但独立的应用程序或系统中，在传统的多应用场景下，如果没有SSO，用户需要在每个应用中分别进行登录操作，这不仅繁琐，而且增加了用户管理多个账号密码的负担，同时也不利于企业对用户身份的统一管理。
基于Redis实现SSO的原理
（一）共享会话状态
图片来源于网络，如有侵权联系删除
1、用户登录
- 当用户首次登录到SSO系统中的某个应用（称为源应用）时，用户提交用户名和密码，源应用将验证信息发送到认证服务器，如果验证成功，认证服务器会在Redis中创建一个会话（Session）记录，这个会话记录包含了用户的身份信息，如用户ID、用户名、角色等，同时还会生成一个唯一的会话标识（Session ID）。
- 假设用户名为“user1”，密码正确后，在Redis中可能会存储一个键值对，键为“session:12345”（12345”为会话ID），值为一个包含“user_id:1, username:user1, role:admin”等信息的JSON字符串。
2、会话共享
- 当用户尝试访问其他相关应用（目标应用）时，目标应用会向认证服务器发送请求，检查用户是否已经登录，认证服务器会在Redis中查找对应的会话记录，由于Redis是一个高性能的内存数据库，查找速度非常快，如果找到对应的会话记录，就意味着用户已经登录，可以直接授权用户访问目标应用，而无需再次输入用户名和密码。
（二）Token机制
1、生成Token
- 在用户登录成功后，除了在Redis中创建会话记录，认证服务器还可以生成一个加密的Token，这个Token包含了用户的部分身份信息以及会话的有效期等信息，使用JWT（JSON Web Token）格式，它由三部分组成：头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature），头部包含了加密算法等信息，载荷包含了用户ID、用户名等身份信息，签名用于验证Token的完整性。
- 假设生成的Token为“eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJ1c2VyX2lkIjoxLCJ1c2VybmFtZSI6InVzZXIxIiwicm9sZSI6ImFkbWluIn0. - signature - ”。
2、Token验证
- 当用户访问目标应用时，可以将Token作为请求的一部分发送给目标应用，目标应用接收到Token后，首先验证Token的签名是否正确，以确保Token没有被篡改，然后解析Token中的载荷部分，获取用户身份信息，目标应用可以向认证服务器或者直接在Redis中验证该用户是否存在有效的会话，如果验证通过，就允许用户访问。
（三）会话过期与更新
1、设置过期时间
- 在Redis中存储会话记录时，可以为每个会话设置一个过期时间，可以根据业务需求设置为1小时、2小时等，当会话过期后，如果用户再次访问应用，就需要重新登录，这可以通过Redis的过期键（Expire）功能来实现，对于之前创建的“session:12345”键，可以使用命令“EXPIRE session:12345 3600”来设置其在3600秒（1小时）后过期。
2、会话更新
- 如果用户在会话有效期内有操作，例如在某个应用中进行了重要操作或者持续活跃，可以延长会话的有效期，这可以通过在Redis中重新设置过期时间来实现，当用户在应用中进行了一次数据更新操作后，可以再次执行“EXPIRE session:12345 3600”命令，将过期时间再延长1小时。
基于Redis实现SSO的优势
（一）高性能
1、Redis是一个基于内存的数据库，数据读写速度非常快，在处理SSO中的会话查找、验证等操作时，能够快速响应，减少用户等待时间，在大型企业级应用中，可能有成千上万的用户同时进行登录或访问操作，Redis的高性能能够确保SSO系统的流畅运行。
图片来源于网络，如有侵权联系删除
2、相比于传统的数据库存储会话信息，Redis不需要进行磁盘I/O操作（除了持久化配置的情况），大大提高了系统的整体性能。
（二）分布式支持
1、在现代的企业架构中，应用往往是分布式部署的，Redis本身具有良好的分布式特性，可以方便地进行集群部署，这使得在多个应用服务器和多个数据中心的环境下，仍然能够有效地实现SSO。
2、通过Redis Sentinel或Redis Cluster等技术，可以确保在某个Redis节点出现故障时，SSO系统仍然能够正常运行，会话信息不会丢失，保证了系统的高可用性。
（三）灵活性
1、Redis支持多种数据结构，如字符串、哈希表、列表、集合等，在实现SSO时，可以根据具体的业务需求灵活选择数据结构来存储会话信息，使用哈希表来存储用户的详细身份信息和会话属性，可以方便地进行查询和更新操作。
2、Redis的脚本功能（如Lua脚本）可以用于实现复杂的业务逻辑，如在用户登录时进行额外的安全验证或者在会话过期时执行自定义的清理操作。
实现步骤
（一）环境搭建
1、安装Redis
- 根据操作系统的不同，可以选择不同的安装方式，在Linux系统下，可以使用包管理器（如yum或apt - get）进行安装，在Ubuntu系统下，可以使用命令“sudo apt - get install redis - server”来安装Redis服务器。
- 安装完成后，需要对Redis进行配置，可以修改Redis的配置文件（通常为redis.conf），例如设置密码、调整内存使用限制等。
2、选择SSO框架（可选）
- 如果不想从头开始构建SSO系统，可以选择一些现有的SSO框架，如CAS（Central Authentication Service）、OAuth等，这些框架可以与Redis集成，实现SSO功能，以CAS为例，它提供了丰富的插件和接口，可以方便地将Redis作为会话存储来使用。
（二）用户认证与会话创建
1、构建认证服务器
- 可以使用编程语言（如Java、Python等）构建认证服务器，在用户提交登录信息时，认证服务器对用户名和密码进行验证，如果验证成功，使用Redis客户端库（如Jedis for Java，redis - py for Python）在Redis中创建会话记录。
- 在Java中使用Jedis创建会话记录的代码可能如下：
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class SSOAuthentication {
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
// 假设用户验证成功，用户ID为1，用户名user1，角色admin
String sessionId = "session:12345";
String userInfo = "{\"user_id\":1,\"username\":\"user1\",\"role\":\"admin\"}";
jedis.set(sessionId, userInfo);
// 设置会话过期时间为1小时
jedis.expire(sessionId, 3600);
jedis.close();
}
}2、生成Token（可选）
图片来源于网络，如有侵权联系删除
- 如果采用Token机制，在用户登录成功后，在认证服务器中生成Token，可以使用一些开源的Token生成库，如jjwt（Java）或PyJWT（Python），在Java中使用jjwt生成Token的代码如下：
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import java.util.Date;
public class TokenGenerator {
private static final String SECRET_KEY = "mysecretkey";
public static String generateToken(int userId, String username, String role) {
Date now = new Date();
Date expiration = new Date(now.getTime() + 3600 * 1000); // 1小时有效期
return Jwts.builder()
.setSubject(username)
.claim("user_id", userId)
.claim("role", role)
.setIssuedAt(now)
.setExpiration(expiration)
.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, SECRET_KEY)
.compact();
}
}（三）目标应用集成
1、验证会话或Token
- 在目标应用中，当用户请求访问时，首先检查请求中是否包含有效的会话ID或Token，如果是会话ID，可以使用Redis客户端库在Redis中查找对应的会话记录，如果是Token，先验证Token的有效性，然后再查找对应的会话记录。
- 在Python的Flask框架中验证Token的代码如下：
from flask import Flask, request
import jwt
app = Flask(__name__)
SECRET_KEY ='mysecretkey'
@app.route('/protected')
def protected_resource():
token = request.headers.get('Authorization')
if not token:
return 'Unauthorized', 401
try:
payload = jwt.decode(token, SECRET_KEY, algorithms=['HS256'])
# 可以在这里根据payload中的用户信息进一步验证，如查询Redis中的会话记录
return 'Welcome, {}'.format(payload['username'])
except jwt.ExpiredSignatureError:
return 'Token expired', 401
except jwt.InvalidTokenError:
return 'Invalid token', 401
if __name__ == '__main__':
app.run()2、会话更新（可选）
- 如果目标应用中需要更新会话的过期时间，可以在用户进行特定操作（如提交表单、进行重要交互等）时，向Redis发送更新过期时间的命令，在Python中使用redis - py更新会话过期时间的代码如下：
import redis r = redis.Redis(host='localhost', port=6379) session_id ='session:12345' r.expire(session_id, 3600)
安全性考虑
（一）数据加密
1、在Redis中存储用户会话信息和Token时，要确保数据的加密性，对于敏感信息，如用户密码（虽然在SSO中通常只验证一次密码，然后使用会话或Token进行后续验证，但在存储时仍需注意），可以使用哈希算法进行加密存储，在存储用户密码时，可以使用bcrypt等强哈希算法。
2、对于Token，由于它可能包含用户的身份信息，要确保Token的加密强度，在生成Token时，使用安全的加密算法（如JWT中的HS256、RS256等），并且妥善保管加密密钥，防止密钥泄露。
（二）防止会话劫持
1、为了防止会话劫持，在用户登录和访问过程中，可以采用一些安全措施，在创建会话时，为会话绑定用户的IP地址或者设备信息，当用户再次访问时，除了验证会话ID或Token的有效性，还可以验证IP地址或设备信息是否匹配。
2、可以定期更新会话ID或者Token，减少会话被劫持的风险，可以在用户进行一些重要操作（如修改密码、修改个人信息等）后，重新生成会话ID和Token。
（三）安全漏洞防范
1、保持Redis的安全性，及时更新Redis版本以修复已知的安全漏洞，对Redis进行安全配置，如设置访问密码、限制网络访问等。
2、在SSO系统的整体架构中，要注意防范常见的安全漏洞，如跨站脚本攻击（XSS）、跨站请求伪造（CSRF）等，在目标应用中，可以使用安全的编码实践来防止XSS攻击，通过验证请求来源等方式来防范CSRF攻击。
基于Redis实现SSO单点登录是一种高效、灵活且可靠的解决方案，通过合理的设计和实现，可以为企业提供方便的用户身份管理和统一的登录体验，同时保障系统的安全性和性能。
评论列表