Java实现单点登录（SSO）详解：从理论到实践

目录

引言

一、什么是单点登录（SSO）？

二、SSO的工作原理

三、SSO的具体实现

SSO的核心概念

1. 令牌（Token）机制

2. 身份验证协议

SSO实现步骤

1. 选择身份验证协议

2. 创建认证服务器

3. 创建资源服务器

4. 客户端集成

总结

引言

随着互联网应用的不断发展，用户需要在多个系统之间无缝切换，而单点登录（Single Sign-On，简称SSO）技术应运而生。本篇博客将深入探讨Java中如何实现单点登录，通过详细代码和深度解析，带领读者逐步了解SSO的原理、流程和具体实现。

一、什么是单点登录（SSO）？

单点登录是一种身份认证的机制，允许用户在访问多个相关但独立的软件系统时，只需一次登录，便可无缝访问所有系统。这大大提高了用户体验，并简化了管理和维护的复杂性。

二、SSO的工作原理

SSO的工作原理基于令牌（Token）和身份验证协议。用户一旦登录系统，将获得一个令牌，该令牌包含了用户的身份信息。在之后的访问中，用户只需提供该令牌，而无需再次输入用户名和密码。

三、SSO的具体实现

SSO的核心概念

在深入代码之前，让我们先理解SSO的核心概念。

1. 令牌（Token）机制

SSO通过使用令牌实现用户的无缝切换。用户在登录成功后，获得一个令牌，该令牌包含了用户的身份信息。在之后的访问中，用户只需提供有效的令牌，而无需再次输入用户名和密码。

2. 身份验证协议

常见的身份验证协议包括OAuth 2.0和OpenID Connect。OAuth 2.0主要用于授权，而OpenID Connect在OAuth 2.0的基础上提供了身份验证的支持。

SSO实现步骤

1. 选择身份验证协议

在我们的实现中，我们选择使用OAuth 2.0和OpenID Connect协议。这两者的结合提供了强大的身份验证和授权机制。

2. 创建认证服务器

认证服务器是SSO系统的核心。我们使用Spring Security OAuth2和Spring Boot来实现一个简单但强大的认证服务器。

创建认证服务器是实现单点登录（SSO）系统的关键步骤之一。在这里，我们将使用Spring Security OAuth2和Spring Boot创建一个简单而强大的认证服务器。以下是详细的代码示例：

// 认证服务器配置类
@Configuration
@EnableAuthorizationServer
public class AuthorizationServerConfig extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {

    @Autowired
    private AuthenticationManager authenticationManager;

    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;

    @Autowired
    private DataSource dataSource;

    @Value("${security.oauth2.client.client-id}")
    private String clientId;

    @Value("${security.oauth2.client.client-secret}")
    private String clientSecret;

    @Value("${security.oauth2.client.authorized-grant-types}")
    private String[] authorizedGrantTypes;

    @Value("${security.oauth2.client.scopes}")
    private String[] scopes;

    @Override
    public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception {
        clients.jdbc(dataSource);
    }

    @Override
    public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) throws Exception {
        endpoints
            .authenticationManager(authenticationManager)
            .userDetailsService(userDetailsService);
    }

    @Override
    public void configure(AuthorizationServerSecurityConfigurer security) throws Exception {
        security
            .tokenKeyAccess("permitAll()")
            .checkTokenAccess("isAuthenticated()");
    }

    @Bean
    public JdbcTokenStore tokenStore() {
        return new JdbcTokenStore(dataSource);
    }

    @Bean
    public TokenStoreUserApprovalHandler userApprovalHandler(TokenStore tokenStore) {
        TokenStoreUserApprovalHandler handler = new TokenStoreUserApprovalHandler();
        handler.setTokenStore(tokenStore);
        handler.setRequestFactory(new DefaultOAuth2RequestFactory(clientId));
        handler.setClientDetailsService(clientDetailsService());
        handler.setUseApprovalStore(true);
        return handler;
    }

    @Bean
    public ApprovalStore approvalStore(TokenStore tokenStore) {
        TokenApprovalStore store = new TokenApprovalStore();
        store.setTokenStore(tokenStore);
        return store;
    }

    @Bean
    public ClientDetailsService clientDetailsService() {
        return new JdbcClientDetailsService(dataSource);
    }

    @Bean
    public DefaultTokenServices tokenServices() {
        DefaultTokenServices tokenServices = new DefaultTokenServices();
        tokenServices.setTokenStore(tokenStore());
        tokenServices.setSupportRefreshToken(true);
        tokenServices.setClientDetailsService(clientDetailsService());
        tokenServices.setAuthenticationManager(authenticationManager);
        return tokenServices;
    }

    @Bean
    public BCryptPasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }

    @Bean
    public OAuth2RequestFactory requestFactory() {
        return new DefaultOAuth2RequestFactory(clientDetailsService());
    }

    @Bean
    @Primary
    public DefaultTokenServices defaultTokenServices() {
        DefaultTokenServices defaultTokenServices = new DefaultTokenServices();
        defaultTokenServices.setTokenStore(tokenStore());
        defaultTokenServices.setSupportRefreshToken(true);
        defaultTokenServices.setClientDetailsService(clientDetailsService());
        return defaultTokenServices;
    }

    @Bean
    public BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }

    @Bean
    public DataSourceInitializer dataSourceInitializer(DataSource dataSource) {
        DataSourceInitializer initializer = new DataSourceInitializer();
        initializer.setDataSource(dataSource);
        initializer.setDatabasePopulator(databasePopulator());
        return initializer;
    }

    private DatabasePopulator databasePopulator() {
        ResourceDatabasePopulator populator = new ResourceDatabasePopulator();
        populator.addScript(new ClassPathResource("schema.sql"));
        return populator;
    }
}

上述代码中，我们配置了认证服务器的各个方面，包括客户端信息、用户信息、令牌存储、用户批准处理等。这是一个基础配置，你可以根据实际需求进行调整和扩展。

此外，为了更好地演示，我们在配置中引入了一些外部配置（例如，client-id、client-secret、authorized-grant-types、scopes），你可以在应用的配置文件中定义这些属性。

通过这个认证服务器的配置，我们为SSO系统打下了坚实的基础。接下来，你可以继续配置资源服务器、客户端应用，并深入了解OAuth2和OpenID Connect协议的更多细节。

3. 创建资源服务器

在单点登录（SSO）系统中，资源服务器的作用是验证令牌并提供受保护的资源。以下是使用Spring Security实现资源服务器的详细代码示例：

// 资源服务器配置类
@Configuration
@EnableResourceServer
public class ResourceServerConfig extends ResourceServerConfigurerAdapter {

    @Value("${security.oauth2.resource.id}")
    private String resourceId;

    @Override
    public void configure(ResourceServerSecurityConfigurer resources) throws Exception {
        resources.resourceId(resourceId);
    }

    @Override
    public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
                .antMatchers("/public/**").permitAll()
                .antMatchers("/api/**").authenticated();
    }
}

在上述代码中，我们配置了资源服务器的两个主要部分：资源ID和HTTP安全性。

1. configure(ResourceServerSecurityConfigurer resources) 方法用于配置资源服务器的资源ID。资源ID是资源服务器标识自身的唯一标识符，与授权服务器中的配置相对应。

2. configure(HttpSecurity http) 方法定义了资源服务器的HTTP安全性配置。在这个例子中，我们允许对 /public/** 路径的请求进行公开访问，而对 /api/** 路径的请求进行身份验证。

请注意，你可能需要根据实际应用的需求进行调整和扩展，例如更复杂的授权规则、自定义访问决策等。

为了更好地演示，我们引入了一个外部配置（security.oauth2.resource.id），你可以在应用的配置文件中定义这个属性。

这个资源服务器配置类将帮助你在SSO系统中建立一个安全的资源服务，确保只有合法的用户（通过有效的令牌）能够访问受保护的资源。接下来，你可以继续配置客户端应用，使其能够通过令牌访问资源服务器上的资源。

4. 客户端集成

在单点登录（SSO）系统中，客户端应用需要集成认证服务器以获取令牌并访问资源服务器。以下是使用Spring Security OAuth2 Client实现客户端集成的详细代码示例：

// 客户端配置类
@Configuration
@EnableOAuth2Client
public class OAuth2ClientConfig {

    @Autowired
    private OAuth2RestTemplate restTemplate;

    @Bean
    public OAuth2RestTemplate restTemplate(OAuth2ProtectedResourceDetails resource) {
        return new OAuth2RestTemplate(resource);
    }

    @Bean
    public OAuth2ProtectedResourceDetails resourceDetails() {
        AuthorizationCodeResourceDetails details = new AuthorizationCodeResourceDetails();
        details.setClientId("client-id");
        details.setClientSecret("client-secret");
        details.setAccessTokenUri("http://localhost:8080/oauth/token");
        details.setUserAuthorizationUri("http://localhost:8080/oauth/authorize");
        details.setScope(Arrays.asList("read", "write"));
        return details;
    }

    @Bean
    public RequestInterceptor oauth2FeignRequestInterceptor(OAuth2ClientContext oAuth2ClientContext,
                                                            OAuth2ProtectedResourceDetails resource) {
        return new OAuth2FeignRequestInterceptor(oAuth2ClientContext, resource);
    }
}

在上述代码中，我们配置了客户端的关键组件：

1. OAuth2RestTemplate: 用于与认证服务器进行交互，获取令牌等。

2. OAuth2ProtectedResourceDetails: 包含了客户端的配置信息，如客户端ID、客户端密钥、授权服务器的地址等。

3. RequestInterceptor: 用于Feign客户端，确保在使用Feign进行远程调用时，令牌被正确传递。

在实际应用中，你可能需要更复杂的配置，例如刷新令牌、处理令牌错误、自定义用户信息等。这个配置类提供了一个基础的配置，你可以根据具体需求进行扩展。

请注意，上述代码中的URL和客户端信息应该与你的认证服务器的配置相匹配。同时，你可以在应用的配置文件中定义这些属性，以便更好地管理和维护。

通过这个客户端配置，你的应用将能够通过OAuth2协议与认证服务器进行交互，获取令牌，并在需要时访问资源服务器上的受保护资源。这是SSO系统中客户端应用的关键配置。

总结

通过本文，我们详细讨论了SSO的核心概念、选择了适当的身份验证协议，并提供了完整的Java代码实现。实现SSO系统需要深入理解身份验证协议、使用合适的框架，以及合理配置认证和资源服务器。

希望这篇博客能够为你提供深度且全面的SSO实现指南。通过这个实践，你将更好地理解和应用SSO技术，提升应用的用户体验和安全性。