入门到精通Java SSO单点登录原理详解

Java SSO单点登录（Single Sign-On）是指用户只需在一处进行认证，就能够在所有的关联系统中访问相应的资源。这对于企业内部的多个系统来说是非常实用的，因为用户只需要登录一次就可以跨系统使用资源，提高了用户的使用体验。

单点登录的实现原理

单点登录实现有很多种方案和实现方式，其中比较常见的实现方式是基于CAS（Central Authentication Service）的单点登录。

CAS单点登录

CAS是由JASIG（Java in Administration Special Interest Group）组织发起的单点登录开源项目，其主要思路是通过一个中央认证服务来管理用户的登录状态，其他系统则通过与这个中央认证服务进行通讯来验证用户的身份。

CAS单点登录的流程

1. 用户访问第一个系统，发现没有登录，则被重定向到CAS认证服务器进行认证。
2. 用户在CAS服务器上输入用户名和密码进行认证。如果认证成功，则CAS服务器会颁发一个ST（Service Ticket）票据给用户。
3. 用户再次访问第一步所在的系统，此时会将ST票据发往CAS服务器进行验证。
4. CAS服务器通过ST票据能够得知用户已经通过了认证，会发回一个TGT（Ticket Granting Ticket）给用户。
5. 用户再次访问其他系统，其他系统也会要求用户提供ST票据。
6. 用户将TGT票据提交给CAS服务器，CAS服务器颁发ST票据给用户，用户再将ST票据提交给其他系统，从而完成单点登录的过程。

CAS单点登录的优点

• 单点登录能够提高管理效率，减少用户管理工作量，提高用户体验。
• 降低了系统的认证实现难度，原本需要每一个系统自己进行认证，采用CAS之后只需要调用CAS API，大大减轻了系统开发工作量。

Java SSO单点登录的实现步骤

实现Java SSO单点登录，我们需要按照以下步骤进行：

1. 安装部署CAS服务
2. 配置CAS服务
3. 集成CAS服务到应用程序中

安装部署CAS服务

1. 下载CAS服务
2. 部署CAS服务（可以选择Apache Tomcat或者其他容器）
3. 修改CAS服务的配置文件

配置CAS服务

对于CAS服务的配置，我们需要进行以下配置：

1. 配置认证过程需要使用的认证方式
2. 配置如何生成和处理TGT和ST Ticket

集成CAS服务到应用程序中

Java SSO单点登录的实现依赖于CAS客户端，因此我们需要下载和集成CAS客户端到我们的系统中。

1. 下载、配置CAS客户端
2. 集成CAS客户端到应用程序中

示例一：使用CAS实现Java SSO单点登录

以下是CAS的官方案例代码，展示了如何使用CAS客户端实现Java SSO单点登录。

在我们的应用程序中，需要在web.xml文件中配置以下过滤器：

<filter>
  <filter-name>CAS Authentication Filter</filter-name>
  <filter-class>org.jasig.cas.client.authentication.AuthenticationFilter</filter-class>

  <init-param>
    <param-name>casServerLoginUrl</param-name>
    <param-value>https://your-cas-server.com/login</param-value>
  </init-param>

  <init-param>
    <param-name>casServerLogoutUrl</param-name>
    <param-value>https://your-cas-server.com/logout</param-value>
  </init-param>

  <init-param>
    <param-name>serverName</param-name>
    <param-value>https://your-app-server.com/app</param-value>
  </init-param>
</filter>

<filter-mapping>
  <filter-name>CAS Authentication Filter</filter-name>
  <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

在配置完过滤器之后，现在我们需要在我们的Java程序代码中，获取CAS服务颁发的ST票据，可以通过以下代码实现：

String serviceURL = "https://your-app-server.com/app";
String casURL = "https://your-cas-server.com/";

HttpClient httpclient = new HttpClient();
GetMethod httpMethod = new GetMethod(casURL + "login?service=" + serviceURL);
try {
    httpclient.executeMethod(httpMethod);
    List<NameValuePair> params = HttpUtils.getParams(httpMethod.getResponseBodyAsStream(), Consts.UTF_8.toString());
    String ticketGrantingTicket = "";
    for (NameValuePair param : params) {
        if (param.getName().equals("ticket")) {
            ticketGrantingTicket = param.getValue();
            break;
        }
    }

    String serviceRequestURL = "https://your-app-server.com/app/somepage.html";
    httpMethod = new GetMethod(casURL + "serviceValidate?service=" + serviceRequestURL + "&ticket=" + ticketGrantingTicket);
    httpclient.executeMethod(httpMethod);

    StringBuffer resultBuffer = new StringBuffer();
    byte[] buffer = new byte[8192];
    int offset = 0;
    do {
        offset = httpMethod.getResponseBodyAsStream().read(buffer);
        if (offset != -1) {
            resultBuffer.append(new String(buffer, 0, offset), Consts.UTF_8);
        }
    } while (offset != -1);

    String resultString = resultBuffer.toString();
    String user = StringUtils.substringBetween(resultString, "user>", "</");

    System.out.println("User:" + user);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    httpMethod.releaseConnection();
    httpclient.getHttpConnectionManager().closeIdleConnections(0);
}

示例二：使用Spring Security实现Java SSO单点登录

Spring Security是一个用于提供用户认证和鉴权的框架，使用Spring Security也可以实现Java SSO单点登录。

在我们的应用程序中，需要在Spring Security配置文件中进行以下设置：

<http auto-config="true" use-expressions="true">
    <intercept-url pattern="/**" access="isAuthenticated()" />

    <form-login authentication-success-handler-ref="customAuthenticationSuccessHandler" login-page="/cas/login" login-processing-url="/cas/loginCheck"/>

    <logout logout-url="/cas/logout" logout-success-url="/"/>

    <custom-filter position="CAS_FILTER" ref="casFilter" />

    <custom-filter position="CAS_PROCESSING_FILTER" ref="casProcessingFilter" />

    <custom-filter before="CAS_PROCESSING_FILTER" ref="singleSignOutFilter" />
</http>

<beans:bean id="casAuthenticationEntryPoint" class="org.springframework.security.cas.web.CasAuthenticationEntryPoint">
    <beans:property name="loginUrl" value="https://your-cas-server.com/login"/>
    <beans:property name="serviceProperties" ref="serviceProperties"/>
</beans:bean>

<beans:bean id="serviceProperties" class="org.springframework.security.cas.ServiceProperties">
    <beans:property name="service" value="https://your-app-server.com/app"/>
    <beans:property name="sendRenew" value="false"/>
</beans:bean>

<beans:bean id="casFilter" class="org.springframework.security.cas.web.CasAuthenticationFilter">
    <beans:property name="authenticationManager" ref="authenticationManager"/>
    <beans:property name="authenticationFailureHandler" ref="authenticationFailureHandler"/>
</beans:bean>

<beans:bean id="casProcessingFilter" class="org.springframework.security.cas.web.CasAuthenticationProcessingFilter">
    <beans:property name="authenticationManager" ref="authenticationManager"/>
    <beans:property name="authenticationSuccessHandler" ref="customAuthenticationSuccessHandler"/>
</beans:bean>

<beans:bean id="singleSignOutFilter" class="org.springframework.security.web.authentication.logout.LogoutFilter">
    <beans:constructor-arg value="https://your-cas-server.com/logout"/>
    <beans:constructor-arg>
        <beans:list>
            <beans:bean id="securityContextLogoutHandler" class="org.springframework.security.web.authentication.logout.SecurityContextLogoutHandler"/>
            <beans:bean id="singleSignOutHandler" class="org.springframework.security.web.authentication.logout.SingleSignOutHandler">
                <beans:property name="casServerUrlPrefix" value="https://your-cas-server.com/"/>
            </beans:bean>
        </beans:list>
    </beans:constructor-arg>
    <beans:property name="filterProcessesUrl" value="/cas/logoutCheck"/>
</beans:bean>

在配置完Spring Security之后，我们现在需要在我们的Java程序代码中，获取CAS服务颁发的ST票据，可以通过以下代码实现：

@RequestMapping("/userInfo")
public Principal getUserInfo(Principal principal) {
    LOGGER.info("Principal:" + principal);
    return principal;
}

总结

Java SSO单点登录实现的关键在于中心认证服务的构建，CAS服务作为中心认证服务能够很好地处理认证票据的生成和维护。因此，Java SSO单点登录的实现离不开CAS服务的支持。