深入浅析C#中单点登录的原理和使用

单点登录 (Single Sign-On, SSO) 是一种常见的身份认证方式，允许用户在多个应用中使用同一套凭据进行登录，而不需要重复输入用户名和密码。本文将详细讲解 C# 中单点登录的原理和使用。

原理

单点登录的实现原理涉及到以下三个方面：

1. 身份认证
2. 凭据共享
3. 会话管理

身份认证

在单点登录过程中，用户只需要认证一次，就可以在多个应用中使用相同的凭据进行认证。通常，该过程分为以下步骤：

1. 用户访问第一个应用；
2. 应用向身份认证服务器发起身份认证请求；
3. 身份认证服务器验证用户凭据，并返回响应；
4. 应用获得身份认证令牌，并将其保存在 cookie 或者其他存储介质中；
5. 用户访问其他应用时，应用使用身份认证令牌进行身份认证。

由此可见，身份认证是单点登录的关键所在，只有经过良好设计的身份认证系统，才可以支持单点登录。

凭据共享

为了在多个应用程序中使用相同的凭据进行身份认证，需要将凭据共享给多个应用。最常用的方法是使用 cookie，也可以使用其它存储介质，例如 Session、Redis 等。

会话管理

在单点登录过程中，每次访问应用都有可能触发新的会话。因此，需要合理地管理会话，以保障应用的安全性。常用的会话管理方式包括 Session 机制和 Token（令牌）机制。

使用说明

在 C# 中实现单点登录，可以借助一些第三方库和框架，也可以自行开发。下面以一个 ASP.NET Core 应用为例，详细讲解单点登录的使用方法。

建立身份认证服务器

单点登录需要一个可靠的身份认证服务器，可以使用第三方认证服务器（如 OAuth2）或者自行开发。以 OAuth2 服务器为例，建立身份认证服务器的步骤如下：

1. 安装 IdentityServer4：

   C#
Install-Package IdentityServer4

2. 添加配置文件 oauth.xml：

   xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<IdentityServer4>
<Clients>
<Client Name="Client app" ClientId="clientapp" AllowedGrantTypes="implicit">
<RedirectUris>
<RedirectUri>http://localhost:5002/signin-oidc</RedirectUri>
</RedirectUris>
<PostLogoutRedirectUris>
<PostLogoutRedirectUri>http://localhost:5002/signout-callback-oidc</PostLogoutRedirectUri>
</PostLogoutRedirectUris>
</Client>
</Clients>
</IdentityServer4>

3. 添加 Startup.cs 文件：

   ```C#
   using IdentityServer4.Models;
   using IdentityServer4.Test;
   using Microsoft.AspNetCore.Builder;
   using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
   using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
   using Microsoft.Extensions.Hosting;
   public class Startup
   {
   public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
   {
   // 添加身份认证服务
   services.AddIdentityServer()
   // 配置令牌存储方式
   .AddInMemoryClients(new Client[] { new Client(...), })
   .AddTestUsers(new[] { new TestUser(...), })
   .AddDeveloperSigningCredential();

       services.AddControllersWithViews();
   }
   
   public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
   {
       app.UseDeveloperExceptionPage();
   
       app.UseStaticFiles();
   
       app.UseRouting();
   
       app.UseIdentityServer();
   
       app.UseAuthorization();
   
       app.UseEndpoints(endpoints =>
       {
           endpoints.MapDefaultControllerRoute();
       });
   }
   

   }
   ```

集成单点登录

在具体的应用中使用 OAuth2 服务器的步骤如下：

1. 安装 Microsoft.AspNetCore.Authentication.OpenIdConnect：

   C#
Install-Package Microsoft.AspNetCore.Authentication.OpenIdConnect

2. 添加配置：

   C#
using Microsoft.AspNetCore.Authentication.OpenIdConnect;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
services.Configure<OpenIdConnectOptions>(
Configuration.GetSection("OpenIdConnect"));

3. 添加中间件：

   ```C#
   using Microsoft.AspNetCore.Authentication.Cookies;
   using Microsoft.AspNetCore.Authentication.OpenIdConnect;
   app.UseCookieAuthentication(new CookieAuthenticationOptions
   {
   AutomaticAuthenticate = true,
   AutomaticChallenge = true,
   });

   app.UseOpenIdConnectAuthentication(new OpenIdConnectOptions
   {
   SignInScheme = CookieAuthenticationDefaults.AuthenticationScheme,
   Authority = Configuration["OpenIdConnect:Authority"],
   ClientId = Configuration["OpenIdConnect:ClientId"],
   ClientSecret = Configuration["OpenIdConnect:ClientSecret"],
   ResponseType = "code id_token",
   Scope = { "openid profile email" },
   GetClaimsFromUserInfoEndpoint = true,
   SaveTokens = true,
   });
   ```

以上就是在 ASP.NET Core 中集成 OAuth2 服务器的主要步骤，通过这种方式可以实现多个应用之间的单点登录。

示例

下面以两个简单的 Web 应用为例，演示单点登录的具体操作方法。

应用1

1. 建立一个名为 app1 的 ASP.NET Core Web 应用；

2. 在 Startup.cs 文件中添加配置：

   ```C#
   using Microsoft.AspNetCore.Builder;
   using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
   using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
   using Microsoft.Extensions.Hosting;
   public class Startup
   {
   public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
   {
   services.AddAuthentication(CookieAuthenticationDefaults.AuthenticationScheme)
   .AddCookie(options =>
   {
   options.LoginPath = "/Account/Login";
   options.LogoutPath = "/Account/Logout";
   options.SlidingExpiration = true;
   });

       services.AddControllersWithViews();
   }
   
   public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
   {
       app.UseDeveloperExceptionPage();
   
       app.UseStaticFiles();
   
       app.UseRouting();
   
       app.UseAuthentication();
   
       app.UseAuthorization();
   
       app.UseEndpoints(endpoints =>
       {
           endpoints.MapControllerRoute(
               name: "default",
               pattern: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
       });
   }
   

   }
   ```

3. 在 AccountController.cs 文件中添加控制器：

   C#
using Microsoft.AspNetCore.Authentication;
using Microsoft.AspNetCore.Authorization;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using System.Threading.Tasks;
[Authorize]
public class AccountController : Controller
{
public IActionResult Index()
{
return View();
}
public async Task<IActionResult> Logout()
{
await HttpContext.SignOutAsync(CookieAuthenticationDefaults.AuthenticationScheme);
return RedirectToAction("Index", "Home");
}
}

应用2

1. 建立一个名为 app2 的 ASP.NET Core Web 应用；

2. 在 Startup.cs 文件中添加授权配置：

   ```C#
   using Microsoft.AspNetCore.Builder;
   using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
   using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
   using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
   using Microsoft.Extensions.Hosting;
   public class Startup
   {
   public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
   {
   services.AddAuthentication(CookieAuthenticationDefaults.AuthenticationScheme)
   .AddCookie(options =>
   {
   options.LoginPath = "/Account/Login";
   options.LogoutPath = "/Account/Logout";
   options.SlidingExpiration = true;
   });

       services.AddControllersWithViews();
   }
   
   public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
   {
       app.UseDeveloperExceptionPage();
   
       app.UseStaticFiles();
   
       app.UseRouting();
   
       app.UseAuthentication();
   
       app.UseAuthorization();
   
       app.UseEndpoints(endpoints =>
       {
           endpoints.MapControllerRoute(
               name: "default",
               pattern: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
       });
   }
   

   }
   ```

3. 启动应用1 和应用2，访问应用2 的 /About 页面，即可自动登录。

以上就是单点登录的具体操作方法，只需要借助一些开源库和框架，就可以轻松实现单点登录，提高用户体验。