OAuth是一个关于授权的开放网络标准,在全世界得到广泛应用,目前的版本是2.0版。

OAuth2本身不会为Authorization server的用户提供认证协议。这也就是说Authorization server可以自由选择任何方式来进行身份验证。
UAA本身支持在UAA数据库中使用HTML表单和密码的身份验证方式。但是由于认证不是OAuth2规范的一部分,UAA中的认证逻辑也可以被提取到完全独立的服务组件中,因此可以独立开发和样式化,也就是loginserver。loginserver允许使用Open ID(Google,Yahoo等)进行身份验证,或企业级别的目录服务如OpenLDAP。

OAuth中的名词定义

  • Client application: 第三方应用程序。
  • HTTP service:HTTP服务提供商,本文中简称"服务提供商" 如:baidu google, etc
  • Resource Owner:资源所有者,user。
  • User Agent:用户代理,比如指浏览器或者cf command line(go-cli)。
  • 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。(UAA)
  • 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(CF中Cloud_controller)。

OAuth的机制

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。

OAuth的运行流程

OAuth1.png

(A)用户打开客户端以后,客户端要求用户给予授权。
(B)用户同意给予客户端授权。
(C)客户端使用上一步获得的授权,向认证服务器申请令牌。
(D)认证服务器对客户端进行认证以后,确认无误,同意发放令牌。
(E)客户端使用令牌,向资源服务器申请获取资源。
(F)资源服务器确认令牌无误,同意向客户端开放资源。

从以上步骤中可以发现,B是关键,即用户怎样才能给于客户端授权。有了这个授权以后,客户端就可以获取令牌,进而凭令牌获取资源。
下面是客户端获取授权的四种模式。

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)

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。它的特点就是通过客户端的后台服务器,与"服务提供商"的认证服务器进行互动。

OAuth2.png
它的步骤如下:

(A)用户访问client,后者将前者导向认证服务器。
(B)用户选择是否给予client授权。
(C)假设用户给予授权,认证服务器将用户导向client事先指定的"重定向URI"(redirection URI),同时附上一个授权码。
(D)client收到授权码,附上早先的"重定向URI",向认证服务器申请令牌。这一步是在client的后台的服务器上完成的,对用户不可见。
(E)认证服务器核对了授权码和重定向URI,确认无误后,向client发送访问令牌(access token)和更新令牌(refresh token)。

A步骤中,client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client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,client只能使用该码一次,否则会被授权服务器拒绝。该码与client ID和重定向URI,是一一对应关系。
  • state:如果client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,client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"
     }

简化模式
简化模式(implicit grant type)不通过第三方应用程序的服务器,直接在浏览器中向认证服务器申请令牌,跳过了"授权码"这个步骤,因此得名。所有步骤在浏览器中完成,令牌对访问者是可见的,且客户端不需要认证。
OAuth3.png

(A)客户端将用户导向认证服务器。
(B)用户决定是否给于客户端授权。
(C)假设用户给予授权,认证服务器将用户导向客户端指定的"重定向URI",并在URI的Hash部分包含了访问令牌。
(D)浏览器向资源服务器发出请求,其中不包括上一步收到的Hash值。
(E)资源服务器返回一个网页,其中包含的代码可以获取Hash值中的令牌。
(F)浏览器执行上一步获得的脚本,提取出令牌。
(G)浏览器将令牌发给客户端。

A步骤中,客户端发出的HTTP请求,包含以下参数:

  • response_type:表示授权类型,此处的值固定为"token",必选项。
  • client_id:表示客户端的ID,必选项。
  • redirect_uri:表示重定向的URI,可选项。
  • scope:表示权限范围,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=token&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,认证服务器回应客户端的URI,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。
  • 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。
  • 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。
  • 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: http://example.com/cb#access_token=2YotnFZFEjr1zCsicMWpAA
               &state=xyz&token_type=example&expires_in=3600

在上面的例子中,认证服务器用HTTP头信息的Location栏,指定浏览器重定向的网址。注意,在这个网址的Hash部分包含了令牌。
根据上面的D步骤,下一步浏览器会访问Location指定的网址,但是Hash部分不会发送。接下来的E步骤,服务提供商的资源服务器发送过来的代码,会提取出Hash中的令牌。

密码模式
密码模式(Resource Owner Password Credentials Grant)中,用户向客户端提供自己的用户名和密码。客户端使用这些信息,向"服务商提供商"索要授权。
在这种模式中,用户必须把自己的密码给客户端,但是客户端不得储存密码。这通常用在用户对客户端高度信任的情况下,比如客户端是操作系统的一部分,或者由一个著名公司出品。而认证服务器只有在其他授权模式无法执行的情况下,才能考虑使用这种模式。
OAuth4.png

(A)用户向客户端提供用户名和密码。
(B)客户端将用户名和密码发给认证服务器,向后者请求令牌。
(C)认证服务器确认无误后,向客户端提供访问令牌。

B步骤中,客户端发出的HTTP请求,包含以下参数:

  • grant_type:表示授权类型,此处的值固定为"password",必选项。
  • username:表示用户名,必选项。
  • password:表示用户的密码,必选项。
  • scope:表示权限范围,可选项。
    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=password&username=johndoe&password=A3ddj3w

C步骤中,认证服务器向客户端发送访问令牌,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"
     }

客户端模式
客户端模式(Client Credentials Grant)指客户端以自己的名义,而不是以用户的名义,向"服务提供商"进行认证。严格地说,客户端模式并不属于OAuth框架所要解决的问题。在这种模式中,用户直接向客户端注册,客户端以自己的名义要求"服务提供商"提供服务,其实不存在授权问题。
OAuth5.png

(A)客户端向认证服务器进行身份认证,并要求一个访问令牌。
(B)认证服务器确认无误后,向客户端提供访问令牌。

A步骤中,客户端发出的HTTP请求,包含以下参数:

  • granttype:表示授权类型,此处的值固定为"clientcredentials",必选项。
  • scope:表示权限范围,可选项。
     POST /token HTTP/1.1
     Host: server.example.com
     Authorization: Basic czZCaGRSa3F0MzpnWDFmQmF0M2JW
     Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

     grant_type=client_credentials

认证服务器必须以某种方式,验证客户端身份。
B步骤中,认证服务器向客户端发送访问令牌,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,
       "example_parameter":"example_value"
     }