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OAuth 2.0 极简教程（The OAuth 2.0 Authorization Framework）

一个会写诗的程序员

发布于 2020-10-29 02:57:49

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OAuth 2.0 是什么？

OAuth（开放授权）是一个开放标准，允许用户授权第三方移动应用访问他们存储在另外的服务提供者上的信息，而不需要将用户名和密码提供给第三方移动应用或分享他们数据的所有内容，OAuth2.0 不兼容OAuth 1.0 。

简单讲，这是一种授权机制。数据的所有者（Resource Owner）告诉系统，同意授权第三方应用（third party Application）进入系统（Server），获取这些数据。系统从而产生一个短期的进入令牌（token），用来代替密码，供第三方应用使用。

在传统的客户端-服务器身份验证模型中，客户端通过使用向服务器进行身份验证证书，进而向服务器请求受保护的资源。

为了提供第三方应用程序访问这些资源，资源需要把用户名密码等认证信息共享给第三方。这会带来一些问题和局限性：

o 需要第三方应用程序来存储资源所有者的凭证供将来使用，通常是密码明文。

o 要求服务器支持密码验证密码固有的安全性弱点。

o 第三方应用程序获得了对资源的广泛访问。从而使资源所有者没有任何限制持续时间或访问有限子集的能力。

o 资源所有者不能撤消对单个第三方的访问权限。如果必须这样做，就得更改第三方的密码。那这样就会影响所有的授权第三方。

OAuth通过引入授权层解决了这些问题。

在OAuth中，客户端请求访问受控资源由资源所有者并由资源服务器托管，并且发行了与资源不同的一组凭证——访问令牌，它由授权服务器向第三方客户端颁发，由给资源所有者批准通过。客户端获得访问令牌（表示字符串的字符串：具体范围，生存期和其他访问属性等），用它来访问资源服务器托管的受保护资源。

OAuth2中有四个领域模型（角色，Roles）：

Resource Owner：资源所有者即上述中的微信用户
Resource Server：资源服务器即上述中的微信服务器，提供微信用户基本信息给到第三方应用
Client：第三方应用客户端即上述中你公司正在开发的第三方应用
Authorication Server：授权服务器该角色可以理解为管理其余三者关系的中间层

不难看出，OAuht2 解决问题的关键在于使用授权服务器提供一个访问凭据给到第三方应用，让第三方应用可以在不知道资源所有者在资源服务器上的账号和密码的情况下，能获取到资源所有者在资源服务器上的受保护资源，这里的受保护资源就是微信用户的姓名以及头像等信息。

OAuth 2.0 问题场景

为了理解OAuth的适用场合，让我举一个假设的例子。

有一个"云冲印"的网站，可以将用户储存在Google的照片，冲印出来。用户为了使用该服务，必须让"云冲印"读取自己储存在Google上的照片。

云冲印

问题是只有得到用户的授权，Google才会同意"云冲印"读取这些照片。

那么，"云冲印"怎样获得用户的授权呢？

传统方法是，用户将自己的Google用户名和密码，告诉"云冲印"，后者就可以读取用户的照片了。这样的做法有以下几个严重的缺点。

（1）"云冲印"为了后续的服务，会保存用户的密码，这样很不安全。（2）Google不得不部署密码登录，而我们知道，单纯的密码登录并不安全。（3）"云冲印"拥有了获取用户储存在Google所有资料的权力，用户没法限制"云冲印"获得授权的范围和有效期。（4）用户只有修改密码，才能收回赋予"云冲印"的权力。但是这样做，会使得其他所有获得用户授权的第三方应用程序全部失效。（5）只要有一个第三方应用程序被破解，就会导致用户密码泄漏，以及所有被密码保护的数据泄漏。

OAuth就是为了解决上面这些问题而诞生的。

问题解决思路

计算机中的所有问题都可以通过添加一个中间层来解决。

OAuth在"客户端"与"服务提供商"之间，设置了一个授权层（authorization layer）。"客户端"不能直接登录"服务提供商"，只能登录授权层，以此将用户与客户端区分开来。"客户端"登录授权层所用的令牌（token），与用户的密码不同。用户可以在登录的时候，指定授权层令牌的权限范围和有效期。

"客户端"登录授权层以后，"服务提供商"根据令牌的权限范围和有效期，向"客户端"开放用户储存的资料。

名词解释

在详细讲解OAuth 2.0之前，需要了解几个专用名词。它们对读懂后面的讲解，尤其是几张图，至关重要。

（1） Third-party application：第三方应用程序，本文中又称"客户端"（client），即上一节例子中的"云冲印"。

（2）HTTP service：HTTP服务提供商，本文中简称"服务提供商"，即上一节例子中的Google。

（3）Resource Owner：资源所有者，本文中又称"用户"（user）。

（4）User Agent：用户代理，本文中就是指浏览器。

（5）Authorization server：认证服务器，即服务提供商专门用来处理认证的服务器。

（6）Resource server：资源服务器，即服务提供商存放用户生成的资源的服务器。它与认证服务器，可以是同一台服务器，也可以是不同的服务器。

知道了上面这些名词，就不难理解，OAuth的作用就是让"客户端"安全可控地获取"用户"的授权，与"服务商提供商"进行互动。

OAuth 2.0 协议的运行流程（Protocol Flow）

OAuth 2.0的运行流程如下图，摘自RFC 6749。（http://www.rfcreader.com/#rfc6749）

The abstract OAuth 2.0 flow illustrated in Figure 1 describes the interaction between the four roles and includes the following steps:

(A) The client requests authorization from the resource owner. The authorization request can be made directly to the resource owner (as shown), or preferably indirectly via the authorization server as an intermediary.

(B) The client receives an authorization grant, which is a credential representing the resource owner's authorization, expressed using one of four grant types defined in this specification or using an extension grant type. The authorization grant type depends on the method used by the client to request authorization and the types supported by the authorization server. An authorization grant is a credential representing the resource owner's authorization (to access its protected resources) used by the client to obtain an access token. This specification defines four grant types -- authorization code, implicit, resource owner password credentials, and client credentials -- as well as an extensibility mechanism for defining additional types.

(C) The client requests an access token by authenticating with the authorization server and presenting the authorization grant.

(D) The authorization server authenticates the client and validates the authorization grant, and if valid, issues an access token.

(E) The client requests the protected resource from the resource server and authenticates by presenting the access token.

(F) The resource server validates the access token, and if valid, serves the request.

实例讲解

第三方应用授权登录：在APP或者网页接入一些第三方应用时，时长会需要用户登录另一个合作平台，比如QQ，微博，微信的授权登录。

原生app授权：app登录请求后台接口，为了安全认证，所有请求都带token信息，如果登录验证、请求后台数据。

前后端分离单页面应用（spa）：前后端分离框架，前端请求后台数据，需要进行oauth2安全认证，比如使用vue、react后者h5开发的app。

客户端的授权模式客户端必须得到用户的授权（authorization grant），才能获得令牌（access token）。OAuth 2.0定义了四种授权方式:

授权码模式（authorization code）简化模式（implicit）密码模式（resource owner password credentials）客户端模式（client credentials）四种授权模式

授权码模式

授权码模式（authorization code）是功能最完整、流程最严密的授权模式。

（1）用户访问客户端，后者将前者导向认证服务器，假设用户给予授权，认证服务器将用户导向客户端事先指定的"重定向URI"（redirection URI），同时附上一个授权码。

（2）客户端收到授权码，附上早先的"重定向URI"，向认证服务器申请令牌：GET /oauth/token?response_type=code&client_id=test&redirect_uri=重定向页面链接。请求成功返回code授权码，一般有效时间是10分钟。

（3）认证服务器核对了授权码和重定向URI，确认无误后，向客户端发送访问令牌（access token）和更新令牌（refresh token）。POST /oauth/token?response_type=authorization_code&code=SplxlOBeZQQYbYS6WxSbIA&redirect_uri=重定向页面链接。请求成功返回access Token和refresh Token。

下面是上面这些步骤所需要的参数。

A步骤中，客户端申请认证的URI，包含以下参数：

response_type：表示授权类型，必选项，此处的值固定为"code"
client_id：表示客户端的ID，必选项
redirect_uri：表示重定向URI，可选项
scope：表示申请的权限范围，可选项
state：表示客户端的当前状态，可以指定任意值，认证服务器会原封不动地返回这个值。

下面是一个例子。

GET /authorize?response_type=code&client_id=s6BhdRkqt3&state=xyz&redirect_uri=https%3A%2F%2Fclient%2Eexample%2Ecom%2Fcb HTTP/1.1
Host: server.example.com

C步骤中，服务器回应客户端的URI，包含以下参数：

code：表示授权码，必选项。该码的有效期应该很短，通常设为10分钟，客户端只能使用该码一次，否则会被授权服务器拒绝。该码与客户端ID和重定向URI，是一一对应关系。
state：如果客户端的请求中包含这个参数，认证服务器的回应也必须一模一样包含这个参数。

下面是一个例子。

HTTP/1.1 302 Found
Location: https://client.example.com/cb?code=SplxlOBeZQQYbYS6WxSbIA&state=xyz

D步骤中，客户端向认证服务器申请令牌的HTTP请求，包含以下参数：

grant_type：表示使用的授权模式，必选项，此处的值固定为"authorization_code"。
code：表示上一步获得的授权码，必选项。
redirect_uri：表示重定向URI，必选项，且必须与A步骤中的该参数值保持一致。
client_id：表示客户端ID，必选项。

下面是一个例子。

POST /token HTTP/1.1
Host: server.example.com
Authorization: Basic czZCaGRSa3F0MzpnWDFmQmF0M2JW
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
 
grant_type=authorization_code&code=SplxlOBeZQQYbYS6WxSbIA
&redirect_uri=https%3A%2F%2Fclient%2Eexample%2Ecom%2Fcb

E步骤中，认证服务器发送的HTTP回复，包含以下参数：

access_token：表示访问令牌，必选项。
token_type：表示令牌类型，该值大小写不敏感，必选项，可以是bearer类型或mac类型。
expires_in：表示过期时间，单位为秒。如果省略该参数，必须其他方式设置过期时间。
refresh_token：表示更新令牌，用来获取下一次的访问令牌，可选项。
scope：表示权限范围，如果与客户端申请的范围一致，此项可省略。

下面是一个例子。

HTTP/1.1 200 OK Content-Type: application/json;charset=UTF-8 Cache-Control: no-store Pragma: no-cache { "access_token":"2YotnFZFEjr1zCsicMWpAA", "token_type":"example", "expires_in":3600, "refresh_token":"tGzv3JOkF0XG5Qx2TlKWIA", "example_parameter":"example_value" }

从上面代码可以看到，相关参数使用JSON格式发送（Content-Type: application/json）。此外，HTTP头信息中明确指定不得缓存。