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title: SSO 单点登录详解
description: SSO单点登录原理详解，涵盖统一认证中心设计、CAS协议、跨域登录实现及登录态同步机制。
category: 系统设计
tag:
  - 安全
head:
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    - name: keywords
      content: SSO,单点登录,统一认证,登录态,票据,TGT,ST,CAS协议,跨域登录
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> 本文授权转载自：<https://ken.io/note/sso-design-implement> 作者：ken.io

## SSO 介绍

### 什么是 SSO？

SSO 英文全称 Single Sign On，单点登录。SSO 是在多个应用系统中，用户只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统。

例如你登录网易账号中心（<https://reg.163.com/> ）之后访问以下站点都是登录状态。

- 网易直播 [https://v.163.com](https://v.163.com/)
- 网易博客 [https://blog.163.com](https://blog.163.com/)
- 网易花田 [https://love.163.com](https://love.163.com/)
- 网易考拉 [https://www.kaola.com](https://www.kaola.com/)
- 网易 Lofter [http://www.lofter.com](http://www.lofter.com/)

### SSO 有什么好处？

1. **用户角度** :用户能够做到一次登录多次使用，无需记录多套用户名和密码，省心。
2. **系统管理员角度** : 管理员只需维护好一个统一的账号中心就可以了，方便。
3. **新系统开发角度:** 新系统开发时只需直接对接统一的账号中心即可，简化开发流程，省时。

## SSO 设计与实现

本篇文章也主要是为了探讨如何设计&实现一个 SSO 系统

以下为需要实现的核心功能：

- 单点登录
- 单点登出
- 支持跨域单点登录
- 支持跨域单点登出

### 核心应用与依赖

![单点登录（SSO）设计](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/system-design/security/sso/sso-system.png-kblb.png)

| 应用/模块/对象    | 说明                                |
| ----------------- | ----------------------------------- |
| 前台站点          | 需要登录的站点                      |
| SSO 站点-登录     | 提供登录的页面                      |
| SSO 站点-登出     | 提供注销登录的入口                  |
| SSO 服务-登录     | 提供登录服务                        |
| SSO 服务-登录状态 | 提供登录状态校验/登录信息查询的服务 |
| SSO 服务-登出     | 提供用户注销登录的服务              |
| 数据库            | 存储用户账户信息                    |
| 缓存              | 存储用户的登录信息，通常使用 Redis  |

### 用户登录状态的存储与校验

常见的 Web 框架对于 Session 的实现都是生成一个 SessionId 存储在浏览器 Cookie 中。然后将 Session 内容存储在服务器端内存中，这个 [ken.io](https://ken.io/) 在之前[Session 工作原理](https://ken.io/note/session-principle-skill)中也提到过。整体也是借鉴这个思路。

用户登录成功之后，生成 AuthToken 交给客户端保存。如果是浏览器，就保存在 Cookie 中。如果是手机 App 就保存在 App 本地缓存中。本篇主要探讨基于 Web 站点的 SSO。

用户在浏览需要登录的页面时，客户端将 AuthToken 提交给 SSO 服务校验登录状态/获取用户登录信息

对于登录信息的存储，建议采用 Redis，使用 Redis 集群来存储登录信息，既可以保证高可用，又可以线性扩充。同时也可以让 SSO 服务满足负载均衡/可伸缩的需求。

| 对象      | 说明                                                                                                               |
| --------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ |
| AuthToken | 直接使用 UUID/GUID 即可，如果有验证 AuthToken 合法性需求，可以将 UserName+时间戳加密生成，服务端解密之后验证合法性 |
| 登录信息  | 通常是将 UserId，UserName 缓存起来                                                                                 |

### 用户登录/登录校验

**登录时序图**

![SSO系统设计-登录时序图](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/system-design/security/sso/sso-login-sequence.png-kbrb.png)

按照上图，用户登录后 AuthToken 保存在 Cookie 中。 domain=test.com
浏览器会将 domain 设置成 .test.com，

这样访问所有 \*.test.com 的 web 站点，都会将 AuthToken 携带到服务器端。
然后通过 SSO 服务，完成对用户状态的校验/用户登录信息的获取

**登录信息获取/登录状态校验**

![SSO系统设计-登录信息获取/登录状态校验](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/system-design/security/sso/sso-logincheck-sequence.png-kbrb.png)

### 用户登出

用户登出时要做的事情很简单：

1. 服务端清除缓存（Redis）中的登录状态
2. 客户端清除存储的 AuthToken

**登出时序图**

![SSO系统设计-用户登出](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/system-design/security/sso/sso-logout-sequence.png-kbrb.png)

### 跨域登录、登出

前面提到过，核心思路是客户端存储 AuthToken，服务器端通过 Redis 存储登录信息。由于客户端是将 AuthToken 存储在 Cookie 中的。所以跨域要解决的问题，就是如何解决 Cookie 的跨域读写问题。

解决跨域的核心思路就是：

- 登录完成之后通过回调的方式，将 AuthToken 传递给主域名之外的站点，该站点自行将 AuthToken 保存在当前域下的 Cookie 中。
- 登出完成之后通过回调的方式，调用非主域名站点的登出页面，完成设置 Cookie 中的 AuthToken 过期的操作。

**跨域登录（主域名已登录）**

![SSO系统设计-跨域登录（主域名已登录）](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/system-design/security/sso/sso-crossdomain-login-loggedin-sequence.png-kbrb.png)

**跨域登录（主域名未登录）**

![SSO系统设计-跨域登录（主域名未登录）](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/system-design/security/sso/sso-crossdomain-login-unlogin-sequence.png-kbrb.png)

**跨域登出**

![SSO系统设计-跨域登出](https://oss.javaguide.cn/github/javaguide/system-design/security/sso/sso-crossdomain-logout-sequence.png-kbrb.png)

## 说明

- 关于方案：这次设计方案更多是提供实现思路。如果涉及到 APP 用户登录等情况，在访问 SSO 服务时，增加对 APP 的签名验证就好了。当然，如果有无线网关，验证签名不是问题。
- 关于时序图：时序图中并没有包含所有场景，只列举了核心/主要场景，另外对于一些不影响理解思路的消息能省就省了。

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