Flask: SSO原理及实现
现在大多数软件公司的业务不再是单条线，而是发展成多元化的产品线。包括多个网站应用、移动APP以及桌面软件，那么当然希望能实现统一用户和统一登录。统一用户基本都已实现，然而统一登录却还是有不少公司未予以实现。这倒不是说SSO有多复杂或多难实现，这其中可能有历史遗留问题也或是其它原因。这是题外话，本文不作深究。
什么是统一用户
统一用户指的是多个应用共用一套帐号体系。比如Z公司旗下有aw和bw两个网站，有帐号goal，那么使用帐号goal能登录aw和bw。这个在技术上也不难实现，通常来说有2个方案：
共享持久层
这是最常用的方式。aw和bw通过直接访问同一个后端数据库来达到数据共享。
通过代理访问
这种方式类似于通过网关来访问同一个后端数据库。本质上跟共享持久层是一样的，无外乎多了层网关，这样是有好处的，本文接下来会涉及到。
这看起来好像够了，但是请您考虑这样一个场景：aw和bw是两个不同的网页游戏，那么首先aw和bw都有自己的激活流程，然后有自己的游戏角色、装备等各种属性。所以aw和bw应该有各自的profile。对此我归纳了几下几点：
统一用户帐号表仅保存各个应用的公共属性，其它应用可以重写这些属性
应该能标识出是否已激活过
应该能标识出属于哪个应用
对于第一点，这没什么好说的。第二点和第三点可以分别用一个整型字段来表示，属性存储在不同的位上，而且一般都是这么做的。如下代码所示：
#!/usr/bin/env python #coding: utf8 #已保存flag，从最低位算起，第一位表示aw，第二位表示bw app_flag = 0x3 ac_flag = 0x2 #测试某个应用是否已激活 if ac_flag & 0x1: print "aw已激活。" elif ac_flag & 0x2: print "bw已激活。" #进行激活aw应用 ac_flag |= 0x1 #测试是哪个app if app_flag & 0x1: print "这是aw应用。" if app_flag & 0x2: print "这是bw应用。"
$ python test.py bw已激活。 这是aw应用。 这是bw应用。
什么是统一登录
统一登录又称SSO(Single Sign On)，即单点登录。实现统一登录的前提是已经实现了统一用户。在实现SSO之前的登录流程是这样的：
aw和bw各自维护自己的登录会话
aw的登录不会导致bw登录，相反也是如此
aw的退出不会导致bw的退出，相反也是如此
这种体验对用户来说是极不友好的，明明是同样的帐户，却不得不逐个去输入用户名和密码来登录。SSO正好可以解决这些问题。SSO一般被用于web和web之间，但有时也被用于和桌面软件、移动APP之间的统一登录。不过只有web和web之间才能算是标准的SSO，其它的却不是。接下来分别谈谈这几种方式的原理：
web和web之间单点登录
web和桌面软件、移动APP之间单点登录
web和web之间的单点登录
原理
对于使用session来保存登录态想必各位都没有什么疑问，不明白的可以去自行 Google 。比如有站点aw和bw需要统一登录，那么会出现2种情况：
aw和bw是二级子域名
例如aw和bw站点域名分别是aw.test.com和bw.test.com，那么其实可以设置session的cookie domain为.test.com来使aw和bw共享会话信息。这种方式不具备通用性并且简单，因此不作深究。
aw和bw都是独立的域名
因为是2个独立的域名，所以就不能通过设置session的cookie domain来实现了。SSO的做法就是将登录态保存在SSO域(一般也称passort或通行证)上，aw和bw的登录、退出以及授权检查都通过SSO来进行。本文将通篇使用aw, bw和SSO这三个站点来描述，并且使用Python的Flask框架来进行演示，如果没有安装Flask，请先安装。
$ pip install flask
aw和bw是2个不同的web应用，都需要登录才能访问，而SSO就是为aw和bw来提供服务的。为此我配置了3个host，如下图：
调用SSO的方式又可以分为以下2种：
跳转方式
ajax或jsonp方式
严格意义上来说，ajax和jsonp是属于不同方式。因为ajax没法跨域去调用SSO，它需要通过服务器端代理的方式去调用SSO。而jsonp是可以直接去调用SSO的，当然前提是SSO提供了jsonp方式的访问。这样划分的依据只是为了区分跳转与非跳转。
跳转方式
当用户在aw和bw未登录时，则携带相应参数(如来源网址等)跳转到SSO进行登录，如登录失败则停留在SSO的登录页，登录成功则SSO会生成ticket并附加给来源网址跳转回去。当然SSO在跳转回来源网址时会在SSO域上设置好登录态。既然在SSO上设置登录态，那么在aw和bw上是否需要设置登录态呢？答案是应该设置。举例来说，如果aw跳转到SSO进行登录成功并在SSO上设置好登录态后携带ticket跳转回来，aw需要授权的页面其实都是需要检查用户在aw上是否授权成功，如果不在aw上设置登录态，则始终会跳转到SSO去检测授权，这样的结果就是导致无限循环的跳转，最终导致不可访问。当然还有其它解决方案，那就是通过<script>或<iframe />来实现调用SSO检测，但这是后话，将会在使用ajax或jsonp方式时进行讲解。
如上所述，还是应该在aw和bw上设置各自的登录态，这样在访问aw时首先会在aw域上检测授权，如果没有授权，则跳转到SSO进行登录授权，登录成功之后携带ticket跳转回来。ticket是SSO为此次登录所生成的用户基本信息加密串，来源域可通过解密ticket来获取用户基本信息，从而在来源域中设置登录态。
但是aw和bw应该为登录态设置多长存活期呢？一般设为浏览器进程存活期，也就是说aw和bw的登录态的存活期直到浏览器关闭。SSO域上登录态的存活期取决于具体的业务，本文中设为30天。代码如下：
aw代码：
www/aw
----app.py
#coding: utf8 import os from datetime import timedelta from flask import Flask, session, redirect, url_for, request import urllib app = Flask(__name__) app.secret_key = os.urandom(24) app.permanent_session_lifetime = timedelta(seconds=24 * 60 * 60) @app.route('/') def index(): #表示存活期为浏览器进程的存活期 session.permanent = False ticket = request.args.get('ticket', None) if ticket is not None: session['name'] = ticket.strip() #检测登录态 if 'name' in session: return '登录成功' else: referer = urllib.quote('http://www.aw.com:6666/') return redirect('http://www.sso.com:6668/login?referer=' + referer) if __name__ == '__main__': app.run( host="0.0.0.0", port=int("6666"), debug=True ) bw代码：
www/bw
----app.py
#coding: utf8 import os from datetime import timedelta from flask import Flask, session, redirect, url_for, request import urllib app = Flask(__name__) app.secret_key = os.urandom(24) app.permanent_session_lifetime = timedelta(seconds=24 * 60 * 60) @app.route('/') def index(): #表示存活期为浏览器进程的存活期 session.permanent = False ticket = request.args.get('ticket', None) if ticket is not None: session['name'] = ticket.strip() #检测登录态 if 'name' in session: return '登录成功' else: referer = urllib.quote('http://www.bw.com:6667/') return redirect('http://www.sso.com:6668/login?referer=' + referer) if __name__ == '__main__': app.run( host="0.0.0.0", port=int("6667"), debug=True ) sso代码：
www/sso
----app.py
----templates
--------login.html
app.py源码：
#coding: utf8 import os from datetime import timedelta from flask import Flask, session, render_template, request, redirect import urllib app = Flask(__name__) app.secret_key = os.urandom(24) app.permanent_session_lifetime = timedelta(seconds=30 * 24 * 60 * 60) @app.route('/login') def login(): session.permanent = True referer = request.args.get('referer', None) if referer is not None: referer = referer.strip() if 'name' in session: if referer is not None: return redirect(referer + '?ticket=' + _makeTicket()) return render_template('login.html', **dict(referer=referer)) @app.route('/dologin') def doLogin(): '''这里其实忽略了判断是否登录的流程''' session.permanent = True referer = request.args.get('referer', None) if referer is not None: referer = urllib.unquote(referer.strip()) #不实现登录功能，直接设置登录态 _setLoginState() if referer: return redirect(referer + '?ticket=' + _makeTicket()) else: return 'error' def _setLoginState(): session['name'] = 'goal' def _makeTicket(): '''生成ticket，这里只是简单返回用户名，真实场景中可以使用des之类的加密算法''' return 'goal' if __name__ == '__main__': app.run( host="0.0.0.0", port=int("6668"), debug=True ) login.html源码：
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <title>SSO</title> <meta name="author" content="" /> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=7" /> <meta name="keywords" content="SSO" /> <meta name="description" content="SSO" /> </head> <body> <a href="{{ url_for('doLogin') }}{% if referer %}?referer={{ referer }}{% endif %}">请登录</a> </body> </html> $ python aw/app.py * Running on http://0.0.0.0:6666/ * Restarting with reloader $ python bw/app.py * Running on http://0.0.0.0:6667/ * Restarting with reloader $ python sso/app.py * Running on http://0.0.0.0:6668/ * Restarting with reloader
打开aw站点，发现未登录，则跳转到SSO，点击登录成功后SSO设置登录态并跳转回aw并携带上ticket，aw根据ticket设置登录态。流程对于bw也同样适用。如果关闭浏览器，则aw和bw所设置的登录态失效，但SSO上设置的并未过期，因此重启浏览器打开aw站点将导至跳转到SSO，并且在SSO上授权检测成功，之后再同样设置aw的登录态。
以上是基于跳转的方式实现的SSO，对于退出登录也可以通过同样的方式来实现。
ajax或jsonp方式
对于ajax和jsonp方式来说，这只是请求登录接口的不同方案。因为ajax不能跨域请求，所以需要服务器端代为请求并将结果返回，而jsonp方式是通过<script>标记调用远程脚本来实现的，如果SSO支持jsonp方式，则应优先选用。登录请求过程比较简单，ajax就没什么好说的，因为太常用了。对于jsonp来说，远程执行完毕会返回一段JS代码，通常是返回一个变量的定义，那么我们就可以利用这个变量来拿到ticket并为应用设置登录态。
但是试想下，这种非跳转方式需要跨域设置SSO的登录态，那么这其实是可以通过<script>和<iframe>来实现的。对于IE来说，还需要设置p3p头部，而其它浏览器则不需要设置。在这点上其实是IE遵循了隐私规范，我们不防为IE点个赞。本文不打算实现ajax和jsonp方式的登录，如果各位有问题，可以一起讨论。
本文将通过<script>的方式对SSO进行跨域设置登录态。很显然，SSO需要提供一个URL调用给应用，并且SSO可以提供一个JS脚本供应用使用，这样就不须各个应用再去实现一遍了。OK，让我们先清除SSO上的会话信息，再重启浏览器。代码如下：
www/aw
----app.py
----templates
--------index.html
app.py源码：
#coding: utf8 import os from datetime import timedelta from flask import Flask, session, request, render_template import urllib app = Flask(__name__) app.secret_key = os.urandom(24) app.permanent_session_lifetime = timedelta(seconds=24 * 60 * 60) @app.route('/') def index(): session.permanent = False return render_template('index.html') if __name__ == '__main__': app.run( host="0.0.0.0", port=int("6666"), debug=True ) index.html源码：
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="utf-8"> <title>aw</title> <meta name="author" content="" /> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=7" /> <meta name="keywords" content="aw" /> <meta name="description" content="aw" /> <script type="text/javascript" src="http://cdn.staticfile.org/jquery/2.1.0/jquery.min.js"></script> <script type="text/javascript" src="http://www.sso.com:6668/static/sso.js"></script> </head> <body> </body> </html>
www/sso
----app.py
----static
--------sso.js
app.py源码：
#coding: utf8 import os from datetime import timedelta from flask import Flask, session, request, make_response import urllib app = Flask(__name__) app.secret_key = os.urandom(24) app.permanent_session_lifetime = timedelta(seconds=30 * 24 * 60 * 60) @app.route('/setLoginState') def setLoginState(): session.permanent = True session['name'] = 'goal' session['nick'] = '陈一回' resp = make_response('') resp.headers['P3P'] = 'CP="CURa ADMa DEVa PSAo PSDo OUR BUS UNI PUR INT DEM STA PRE COM NAV OTC NOI DSP COR"' return resp @app.route('/test') def test(): session.permanent = True _str = '' if 'name' in session: _str = session['name'] if 'nick' in session: _str += '---' + session['nick'] return _str if __name__ == '__main__': app.run( host="0.0.0.0", port=int("6668"), debug=True ) sso.js源码：
$(function() { $.getScript("http://www.sso.com:6668/setLoginState", function() { console.log('success.'); }); }); $ python aw/app.py * Running on http://0.0.0.0:6666/ * Restarting with reloader $ python sso/app.py * Running on http://0.0.0.0:6668/ * Restarting with reloader
通过访问 http://www.aw.com:6666 来设置SSO的登录态，之后可以通过 http://www.sso.com:6668/test 来查看输出，结果很明显是设置成功的。关于非跳转方式的授权检测以及退出登录也是大同小异的，明白了原理，实现起来就很简单了。
统一退出
统一退出的概念即是任何一方应用退出登录，在清除应用自身的登录态时也清除SSO的登录态。这看起来没有什么问题，举个例来说，aw和bw都登录过，也就说aw、bw和SSO都设置过登录态。aw的退出将会清除aw和SSO的登录态，但bw还在会话期内，除非浏览器被关闭，否则bw还是会处于登录状态的。解决方案也是有的，在aw退出时，顺便也清除bw的登录态(可通过远程URL调用和P3P结合的方式来实现)。但如果SSO关联的应用非常多，那么退出的过程也变得漫长。有些公司的网站甚至是通过跳转方式来进行逐一清除登录态，这个没有完美的解决方案，关键在于取舍。
统一授权检测
之前所述的aw和bw本身也会设置登录态。如果不想设置登录态，则可以通过SSO实现JS API供aw和bw来调用，在每个页面中通过远程URL调用SSO的授权检测。但这样很明显是弊大于利，不仅会令SSO的请求数呈指数级增长，并且增加了aw和bw的编码难度。
强迫退出
考虑这么一种场景。基于同一个用户，在A电脑上登录了aw，之后没有关闭浏览器，然后在B电脑上也登录了aw。那么能否强制A电脑上的用户退出呢？这个退出分为SSO的退出和aw的退出。令SSO的退出是可以实现的，只要在登录态中保存登录时间戳，服务器端持有用户标识到登录态的映射，那么B电脑上的登录会令登录态和服务器端的映射同步，而A电脑上的登录态将会过期。这个时候如果在A电脑上开启bw(之前未登录)，则会跳转到SSO，很明显，这个时候A电脑上的SSO将是未授权状态。对于A电脑上的aw，并没有办法去清除它的登录态。
UserAgent
之前一直忽略了一个事实，所谓共享SSO登录态，其实是基于同一个UserAgent的。对于web应用来说，UserAgent就是浏览器。这是因为浏览器之间无法共享cookie，而session是基于cookie的。
web和桌面软件、移动APP之间单点登录
这个其实不能算严格意义上的SSO，只能算是代签。可以登录2个QQ号来进行观察，登录后在2个QQ上点击邮箱图标进入邮箱，您可以发现链接上被附加了一串sid。sid是session id的缩写，可以用来标识一个会话。您可以清楚的看到邮箱上的每个链接都被附加上了一串sid参数，这是因为允许同时使用多个邮箱，如果设置登录态的话则会覆盖前一个。这种方式看起就像早期PHP不支持session的做法，每次通过传递sid到服务器端来解密进行标识用户。
对于移动APP的授权，有使用OAuth方式，也有使用传递sid方式，对此不作深究。
SSO可以同时支持传递sid、OAuth方式和登录态方式的授权校验，并只能被授权后的应用使用SSO。
来自：http://my.oschina.net/goal/blog/199978