简介

SSO是单点登录的简称，常用的SSO的协议有两种，分别是SAML和OAuth2。本文将会介绍两种协议的不同之处，从而让读者对这两种协议有更加深入的理解。

SAML

SAML的全称是Security Assertion Markup Language， 是由OASIS制定的一套基于XML格式的开放标准，用在身份提供者（IdP）和服务提供者 (SP)之间交换身份验证和授权数据。

SAML的一个非常重要的应用就是基于Web的单点登录（SSO）。

在SAML协议中定义了三个角色，分别是principal：代表主体通常表示人类用户。identity provider (IdP)身份提供者和service provider (SP)服务提供者。

IdP的作用就是进行身份认证，并且将用户的认证信息和授权信息传递给服务提供者。

SP的作用就是进行用户认证信息的验证，并且授权用户访问指定的资源信息。

接下来，我们通过一个用SAML进行SSO认证的流程图，来分析一下SAML是怎么工作的。

上图中User Agent就是web浏览器，我们看一下如果用户想请求Service Provider的资源的时候，SAML协议是怎么处理的。

1. 用户通过User Agent请求Service Provider,比如：

http://sp.flydean.com/myresource

SP将会对该资源进行相应的安全检查，如果发现已经有一个有效的安全上下文的话，SP将会跳过2-7步，直接进入第8步。

2. 如果在第一步的时候，SP并没有找到相应的有效安全上下文的话，则会生成对应的SAMLRequest，并将User Agent重定向到IdP：

302 Redirect
Location: https://idp.flydean.com/SAML2/SSO/Redirect?SAMLRequest=request&RelayState=token

RelayState是SP维护的一个状态信息，主要用来防止CSRF攻击。

其中这个SAMLRequest是用Base64编码的，下面是一个samlp:AuthnRequest的例子：

  <samlp:AuthnRequest
    xmlns:samlp="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:protocol"
    xmlns:saml="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:assertion"
    ID="aaf23196-1773-2113-474a-fe114412ab72"
    Version="2.0"
    IssueInstant="2020-09-05T09:21:59Z"
    AssertionConsumerServiceIndex="0"
    AttributeConsumingServiceIndex="0">
    <saml:Issuer>https://sp.flydean.com/SAML2</saml:Issuer>
    <samlp:NameIDPolicy
      AllowCreate="true"
      Format="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:nameid-format:transient"/>
  </samlp:AuthnRequest>

为了安全起见，SAMLRequest还可以使用SP提供的签名key来进行签名。

3. User agent将会发送一个get请求到IdP的SSO server :

GET /SAML2/SSO/Redirect?SAMLRequest=request&RelayState=token HTTP/1.1
Host: idp.flydean.com

IdP收到这个AuthnRequest请求之后，将会进行安全验证，如果是合法的AuthnRequest，那么将会展示登录界面。

4. 用户可以输入用户名密码进行登录。登录成功之后，IdP将会返回一个XHTML form：

  <form method="post" action="https://sp.flydean.com/SAML2/SSO/POST" ...>
    <input type="hidden" name="SAMLResponse" value="response" />
    <input type="hidden" name="RelayState" value="token" />
    ...
    <input type="submit" value="Submit" />
  </form>

这个form中包含了SAMLResponse信息，SAMLResponse中包含了用户相关的信息。

同样的SAMLResponse也是使用Base64进行编码过的。

<samlp:Response
    xmlns:samlp="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:protocol"
    xmlns:saml="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:assertion"
    ID="identifier_2"
    InResponseTo="identifier_1"
    Version="2.0"
    IssueInstant="2020-09-05T09:22:05Z"
    Destination="https://sp.flydean.com/SAML2/SSO/POST">
    <saml:Issuer>https://idp.flydean.com/SAML2</saml:Issuer>
    <samlp:Status>
      <samlp:StatusCode
        Value="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:status:Success"/>
    </samlp:Status>
    <saml:Assertion
      xmlns:saml="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:assertion"
      ID="identifier_3"
      Version="2.0"
      IssueInstant="2020-09-05T09:22:05Z">
      <saml:Issuer>https://idp.flydean.com/SAML2</saml:Issuer>
      <!-- a POSTed assertion MUST be signed -->
      <ds:Signature
        xmlns:ds="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#">...</ds:Signature>
      <saml:Subject>
        <saml:NameID
          Format="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:nameid-format:transient">
          3f7b3dcf-1674-4ecd-92c8-1544f346baf8
        </saml:NameID>
        <saml:SubjectConfirmation
          Method="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:cm:bearer">
          <saml:SubjectConfirmationData
            InResponseTo="identifier_1"
            Recipient="https://sp.flydean.com/SAML2/SSO/POST"
            NotOnOrAfter="2020-09-05T09:27:05Z"/>
        </saml:SubjectConfirmation>
      </saml:Subject>
      <saml:Conditions
        NotBefore="2020-09-05T09:17:05Z"
        NotOnOrAfter="2020-09-05T09:27:05Z">
        <saml:AudienceRestriction>
          <saml:Audience>https://sp.flydean.com/SAML2</saml:Audience>
        </saml:AudienceRestriction>
      </saml:Conditions>
      <saml:AuthnStatement
        AuthnInstant="2020-09-05T09:22:00Z"
        SessionIndex="identifier_3">
        <saml:AuthnContext>
          <saml:AuthnContextClassRef>
            urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:ac:classes:PasswordProtectedTransport
         </saml:AuthnContextClassRef>
        </saml:AuthnContext>
      </saml:AuthnStatement>
    </saml:Assertion>
  </samlp:Response>

我们可以看到samlp:Response中包含有saml:Assertion信息。

5. user agent 收到XHTML form之后将会提交该form给SP。

6. SP中的assertion consumer service将会处理这个请求，创建相关的安全上下文，并将user agent重定向到要访问的资源页面。

7. user agent再次请求SP资源。

8. 因为安全上下文已经创建完毕，SP可以直接返回相应的资源，不用再次到IdP进行认证。

我们可以看到上面的所有的信息交换都是由前端浏览器来完成的，在SP和IdP之间不存在直接的通信。

这种全部由前端来完成信息交换的方式好处就是协议流非常简单，所有的消息都是简单的GET或者POST请求。

如果为了提高安全性，也可以使用引用消息。也就是说IdP返回的不是直接的SAML assertion，而是一个SAML assertion的引用。SP收到这个引用之后，可以从后台再去查询真实的SAML assertion，从而提高了安全性。

SAML的缺点

SAML协议是2005年制定的，在制定协议的时候基本上是针对于web应用程序来说的，但是那时候的web应用程序还是比较简单的，更别提对App的支持。

SAML需要通过HTTP Redect和HTTP POST协议来传递用户信息，并且通常是通过HTML FORM的格式来进行数据的提交的。如果应用程序并不是web应用，比如说是一个手机App应用。

这个手机APP应用的启动链接是 my-photos://authenticate ， 但是手机app可能并不能获取到Http POST的body内容。他们只能够通过URL来进行参数的传递。

这就意味着，在手机APP中不能够使用SAML。

当然，要想工作也可以，不过需要进行一些改造。比如通过第三方应用对POST消息进行解析，然后将解析出来的SAMLRequest以URL参数的形式传递给APP。

另一种方法就是使用OAuth2.

OAuth2

因为Oauth2是在2012年才产生的。所以并没有那么多的使用限制。我们可以在不同的场合中使用OAuth2。

我们先来看一下OAuth2中授权的流程图：

一般来说OAuth2中有4个角色。

resource owner： 代表的是资源的所有者，可以通过提供用户名密码或者其他方式来进行授权。通常来是一个人。

resource server：代表的是最终需要访问到资源的服务器。比如github授权之后获取到的用户信息。

client： 用来替代resource owner来进行交互的客户端。

authorization server： 用来进行授权的服务器，可以生成相应的Access Token。

整个流程是这样的：

Client向resource owner发起一个授权请求，resource owner输入相应的认证信息，将authorization grant返回给client。

client再将获取到的authorization grant请求授权服务器，并返回access token。

client然后就可以拿着这个access token去请求resource server，最后获取到受限资源。

OAuth2的缺点

OAuth2并没有指定Resource Server怎么和Authorization Server进行交互。也没有规定返回用户信息的内容和格式。这些都需要实现方自己去决定。

OAuth2默认是在HTTPS环境下工作的，所以并没有约定信息的加密方式。我们需要自己去实现。

最后，OAuth2是一个授权协议，而不是认证协议。对于这个问题，其实我们可以考虑使用OpenID Connect协议。因为OpenID Connect就是基于OAuth2实现的，并且添加了认证协议。

OpenID Connect简称为OIDC，已成为Internet上单点登录和身份管理的通用标准。 它在OAuth2上构建了一个身份层，是一个基于OAuth2协议的身份认证标准协议。

OAuth2实际上只做了授权，而OpenID Connect在授权的基础上又加上了认证。

OIDC的优点是：简单的基于JSON的身份令牌（JWT），并且完全兼容OAuth2协议。

两者的对比

在SAML协议中，SAML token中已经包含了用户身份信息，但是在OAuth2，在拿到token之后，需要额外再做一次对该token的校验。

但是另一方面，OAuth2因为需要再做一次认证，所以可以在 Authorization Server 端对token进行无效处理。

CAS简介

做过SSO的应该都听说过CAS。CAS的全称是Central Authentication Service，是一个企业级的开源的SSO认证框架。

CAS内部集成了CAS1,2,3，SAML1,2，OAuth2,OpenID和OpenID Connect协议，非常的强大。我们会在后面的文章中介绍CAS的使用。

本文作者：flydean程序那些事

本文链接：http://www.flydean.com/saml-vs-oauth2/

本文来源：flydean的博客

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