IdentityServer网页登陆-登陆原理

前言

现代程序开发中身份验证、授权是一件非常非常复杂的事情（各种登陆方式、各种授权需求、各种跳转跳、各种加解密，搞得得头皮发麻），因为事情本身复杂，所以没把这件事理清楚之前，无论你用什么语言、什么框架、什么方式都很难做到既简单又具有可扩展性。我的想法是既然我自己做不到，那就搞懂身份验证和授权是咋回事，再学习一套优秀的开源框架。这两件事其实就是一回事。

之前从asp.net core的源码开始学起，后来陆续看了asp.net core的身份验证和授权相关源码，之前也写过几篇相关博客。最近几天一直在看identityserver源码，目前对整套东西有个大概了解了，这个过程很痛苦也很有收获。按个人经验来说推荐如下学习方式：

1. 先过一遍蒋老师的《asp.net core 3框架解密》，里面有asp.net core的原理，包括身份验证和授权的详解
2. 过一遍IdentityServer官方文档
3. 看IdentityServer源码

学完你会掌握asp.net core和identiyServer的机制，同时学学大牛的软件设计思路。

IdentityServer本身支持多种身份验证和授权的流程，这里只是针对普通mvc程序作为客户端，集成ids网页登陆的流程进行说明。搞懂这一个流程，其它流程也差不太远。这里只是将主体流程，里面涉及到具体步骤已经连接到在上一篇《IdentityServer4种的核心类》中。建议先看看官方文档的《Protecting an API using Client Credentials》、《Interactive Applications with ASP.NET Core》

写文章时IdentityServer4是4.x版本，下面IdentityServer简称ids/ids4，这里主要是根据源码讲原理，如果你只是想简单使用ids，看官方文档更合适，可以快速上手。

一、跳转到登录页idsServer/Account/Login（Get请求）

总结：根据请求参数决定显示哪些第三方登陆

当用户访问客户端（这里的mvc应用，对于ids来说就是客户端）受保护的页面时，若没有登陆则会跳转到ids的登陆页面。至于如何实现跳转的这是客户端配置的ids身份验证方案来完成的，不是本篇重点。

具体来说是get请求跳转到AccountController.Login(returnUrl)，returnUrl参数是客户端配置的ids身份验证方案生成的，里面包含ids授权需要的重要参数。（注意授权请求的参数并不是直接放在queryString里的，而是放在queryString里的returnUrl这个参数中的）returnUrl的格式如下：

/connect/authorize/callback?
client_id=mvc2&　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　--客户端id好理解
redirect_uri=https://localhost:5003/signin-oidc&　　--当ids生成code之后回调客户端的这个地址，客户端在这个里会携带客户端密钥和其它参数再次请求ids，以获取accessToken/idToken　　
response_type=code&　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 --希望ids响应的类型，
scope=openid profile&　　　　　　　　　　　　　　　　　　 --客户端希望请求的资源范围
code_challenge=MstxPB26Nhnm2HvxVwz7TeFjyvQ6EDzvXp0xH-L7OYk&  --目前不晓得啥用，应该是个签名密钥
code_challenge_method=S256&　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  --目前不晓得啥用，应该是签名算法
response_mode=form_post&　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　--当ids生成code之后以何种方式回调客户端的“/signin-oidc”，显然这里会动态生成一个form，然后post提交
nonce=637338663012806688.YWI3MjIxZGItMzlmOC00NmRiLTkz　　　　 --随机字符串，参与签名计算
MTMtNGFjNDJiMDczNWQzM2Q5NjE4ZjMtZmIwNS00ODAxLWI0ZmQtZ
TAxZDY2NDQyNDlk&　　　　　　　　　　　　　　　　　　
state=CfDJ8FuK5UM4huhIoCCo0DRW8LkJjSHkSLmZjj5kYC5BhPOFqfUWAq2Fq6QzWDrqM9W6j2oNMIRmg6Len1JTzHa5uhBh-5Ij0jzrg7vUd5Z-jE1KwRno　　　　--客户端的一个状态字段，将来回调客户端时会原样携带回去
siu3W7hRLc2TKUeviyVd8zoBy1kVj5pmyhNWdahfQLU9lZgPQZBRe7U_itnUUo2S_hO4D1Rm7vq5uJwWTyn_00HNpZCMzVfZyWP2hCPGCRBCJtowq6yhbQ4qD_
L_jPo67MKEjLPEDolw857KkCKPYzu_HlSK1WyiKBTr1-H0yp19p0atpHNOKqtXyLbdY5Lsej0OcQLO99bE1v0LcvRJwyH758ZsbfLRaTUr7O6rI-wXBe6dp3ny
wkFcrW16la09ZPi8rvoUkDQZhhs8qA&

x-client-SKU=ID_NETSTANDARD2_0&
x-client-ver=5.5.0.0

下面是get请求Loigin方法的源码

public async Task<IActionResult> Login(string returnUrl)
{
    var vm = await BuildLoginViewModelAsync(returnUrl);
    if (vm.IsExternalLoginOnly)
        return RedirectToAction("Challenge", "External", new { scheme = vm.ExternalLoginScheme, returnUrl });
    return View(vm);
}

BuildLoginViewModelAsync用来创建一个包含第三发登陆信息的viewModel，用来显示到登陆页面上，如何确定要显示哪些第三方登陆的呢？，由于方法内容稍多，我下面直接说此方法的核心步骤：

1. 使用交互服务接口IIdentityServerInteractionService验证returnUrl中的参数，并根据这些参数创建一个表示当前请求的上下文对象AuthorizationRequest 此步骤很常用
2. 若前端有通过acr_values参数来指定希望通过哪种身份验证方案，若指定的方案是ids本地用户登陆，则不显示三方登陆，否则第三方登陆里只包含客户端指定的这个第三方登陆
3. 若客户端没有指定，则获取ids允许的所有身份验证方案（启动配置时定义的支持的多种身份验证方案）
4. 通过client_id参数从配置中找到客户端实体，看是否启用ids本地用户登陆。
5. 客户端若配置了IdentityProviderRestrictions属性，则与步骤3中做交集来最终确认在页面要显示哪些第三登陆
6. 若请求参数指定了LoginHint参数，则将其作为登陆的默认用户名

这些步骤都是来设置viewModel的相关属性，这个viewModel决定视图页面要显示哪些内容

二、Post提交账号密码到idsServer/Account/Login

总结：验证用户账号密码 --> 加密得到的用户 --> 写入idsServer域名下的cookie --> 将用户重定向到"idsServer/connect/authenzation/callback"

用户输入完账号密码，连同前一步骤的returnUrl(里面包含授权请求的重要参数)Post提交到ids的AccountController.Login这个Action中，下面看看其核心步骤：

1. 使用交互服务接口IIdentityServerInteractionService验证returnUrl中的参数，并根据这些参数创建一个表示当前请求的上下文对象AuthorizationRequest 此步骤很常用
2. 否则若用户点击是取消，
   1. 则调用交互服务接口IIdentityServerInteractionService的DenyAuthorizationAsync在加密cookie中记录用户的拒绝授权的操作
   2. 将用户重定向到"idsServer/connect/authenzation/callback"，授权的参数也继续传递过去
3. 验证用户名和密码，若成功则从配置中获取用户实体，同时处罚UserLoginSuccessEvent事件
4. 使用ids的本地身份验证方案（cookie）做登陆，写入加密的用户信息和相关的身份验证属性AuthenticationProperties
5. 将用户重定向到"idsServer/connect/authenzation/callback"，授权的参数也继续传递过去

三、ids使用AuthorizeCallbackEndpoint处理"callback回调

处理用户对授权scope的确认、ids中client、resouce和scope的配置最终得出可以授权哪些scope，最后生成code并跳转到mvc客户端回调地址

核心步骤：

1. 通过本地身份验证方案（cookie）中解密得到用户信息
2. 通过用户授权确认信息存取器IConsentMessageStore获取用户授权确认信息ConsentResponse，比如用户最终允许了哪些scope。由于之前这个信息存储在加密cookie中的，这时会删除掉
3. 通过授权请求验证器IAuthorizeRequestValidator验证授权请求参数，然后转换为表示当前授权请求的AuthorizeRequestValidationResult
4. 使用授权交互响应构建器IAuthorizeInteractionResponseGenerator检查用户是否需要登陆、授权确认信息、将最终授权的resource scope等信息设置到表示当前授权请求的对象中
5. 通过授权响应构建器IAuthorizeResponseGenerator生成响应，由于这里是ids端的回调，因此此步骤主要是生成存储code的响应对象AuthorizeResponse
6. 最后响应时动态创建一个form表单提交到mvc客户端的“mvc1/oidc-callback”地址

四、客户端携带client_id、client_securet、code等信息向ids请求accessToken/idToken

此步骤是ids提供的客户端库来完成的，暂时忽略。我们只要知道此时会携带重要的参数：client_id、client_securet、code 去向ids的Authenrize/token端点请求accessToken/idToken就行了

五、ids验证客户端密钥并发放token

客户端携带client_id|、密码、code和其它参数请求ids的Token端点，ids验证客户端密钥、code等，最后发放accessToken/idToken，核心任务如下：

1. 请求由ids的TokenEndpoint接管，执行ProcessAsync
2. 客户端密钥验证器IClientSecretValidator验证客户端的密钥
3. token请求验证器ITokenRequestValidator验证当前请求，主要是对授权类型等参数进行验证，然后验证code
4. 使用token响应构建器ITokenResponseGenerator创建响应TokenResponse
5. 将TokenResponse包装为TokenResult，它类似mvc里的actionResult的设计，这个result对象将在ids的中间件中被执行，执行时响应token给mvc客户端

六、mvc客户端做本地登陆并跳转到redirectoryUrl

此步骤是ids提供的客户端库来完成的，暂时忽略。我们只要知道

客户端可以直接拿到用户标识openid，做本地登陆。如使用asp.net core常用的基于cookie的身份验证登陆，本质是加密用户信息和验证相关的属性存储到cookie里

也可以根据标识openid去mvc本地系统的用户管理模块中找到匹配的用户，若没有则自动或提示用户注册或绑定现有账号。最后以mvc本地的系统用户做登陆，此时登陆同理使用asp.net core基于cookie的登陆

七、结束

这里聊了下ids作为统一的身份验证和授权服务里中的网页登陆，类似于平时集成qq登陆的场景，里面主要描述了这个流程中的主要过程，涉及到具体步骤或类基本都有连接，可以点进去详细看。没有介绍基础知识，建议看源码学习ids时可以作为参考。这种场景我们平时可能不太会用，下一篇也许会写个常见的”资源所有者密码模式“的过程。