OAuth2授权码模式---详解

 OAuth2简介 

是一个业界标准的授权协议（authorization protocol），这里的授权是以委派代理（delegation）的方式。可以这样理解，OAuth 2.0提供一种协议交互框架，让某个应用能够以安全地方式获取到用户的委派书，这个委派书在OAuth 2.0中就是访问令牌（access token），随后应用便可以使用该委派书，代表用户来访问用户的相关资源。

在OAuth 2.0的协议交互中，有四个角色的定义，

• 资源所有者（Resource Owner）：顾名思义，资源的所有者，很多时候其就是我们普通的自然人（但不限于自然人，如某些应用程序也会创建资源），拥有资源的所有权。
• 资源服务器（Resource Server）：保存着受保护的用户资源。
• 应用程序（Client）：准备访问用户资源的应用程序，其可能是一个web应用，或是一个后端web服务应用，或是一个移动端应用，也或是一个桌面可执行程序。
• 授权服务器（Authorization Server）：授权服务器，在获取用户的同意授权后，颁发访问令牌给应用程序，以便其获取用户资源。

从一个简单的应用场景谈起

为了方便讨论，我们假设有一个用户Michael，他在一个资源服务器上保存着他自己的账号信息，例如微信账号的姓名、头像等。某个应用程序在用户登录时，需要获取Michael的这些账号信息。

Michael在资源服务器上保存的账号信息是受保护的，为了让应用程序能够获取Michael的账号信息，需要提供用户的访问密码。有一个简单的方法是，在应用服务器和资源服务器之间共享同一访问密码，当Michael登录输入密码后，应用程序复制Michael的登录密码并向资源服务器请求访问，获取Michael的账号信息。这是早些时候比较常见的跨应用授权访问方法。

这样子做有很大的安全隐患，主要有如下三个方面的问题，

1. 用户在应用程序和资源服务器需要保持一致的密码
2. 无法控制应用程序的权限，应用程序需要的是读权限，但是拿到用户密码后，获取到的却是用户的所有访问权限
3. 用户的密码会被应用程序获取到，有用户密码泄露的风险，一旦应用程序多了，安全风险不可控

在简单的应用场景里，在应用程序和资源服务器之间保持一致的密码是可行的，这也确实能够带来一定的便利，至少用户不用记多套用户名和密码，但账号和密码的独立性无法得到保证，应用程序可以直接接触到用户密码等敏感信息，账号的安全性也无法控制。

为了解决第1个问题，用户Michael在应用程序和资源服务器可以使用不同的密码登录，有一个可行的方法是，让用户输入两次密码，第一次输入密码为了登录应用程序，第二次让Michael输入其在资源服务器的登录密码，以便应用程序获取资源服务器的账号信息。

这样就需要用户输入两次密码，给用户的使用带来很大的不便，而且这个方案依然存在第2和第3的问题。

为了解决第2个问题，限制应用程序访问资源服务器的权限，我们可以让用户在资源服务器申请一个只读的受限密码，该受限密码只用来读取用户信息，无法用来进行编辑和删除操作，用户输入这个只读密码给应用程序，让应用程序读取用户在资源服务器上的信息。

这个方法解决了上述提到的第3个问题，但是这个key是一个通用的读权限，权限范围很大，其和用户没有任何关联。在很多时候，我们还是需要用户级别上的受限权限控制。

能否有一个方案，在不影响用户的使用便利性，并且颁发一个在用户级别上的可控权限key？可以考虑的是，用户动态按需地向资源服务器申请读权限key，然后颁发给应用程序，用于应用程序去申请访问用户的信息，该受限密码在颁发后有一定的时效性，甚至可以指定其只能被使用一次。这样子的话，解决问题1、2和3的条件都得到满足。

这个方案已经很接近于OAuth 2.0在设计之初所提供的授权方案，不一样之处的是，受限密码的颁发交给了独立的安全组件：授权服务器。

这里马上就要介绍OAuth 2.0的基本授权方式：授权码模式。

OAuth 2.0基本授权流程：授权码模式

让我们看看在增加授权服务器之后，OAuth 2.0的一个基本授权流程，

如图所示，授权流程场景可以描述为如下几个步骤，

1. 用户在应用程序中，应用程序尝试获取用户保存在资源服务器上的信息，比如用户的身份信息和头像，应用程序首先让重定向用户到授权服务器，告知申请资源的读权限，并提供自己的client id。
2. 到授权服务器，用户输入用户名和密码，服务器对其认证成功后，提示用户即将要颁发一个读权限给应用程序，在用户确认后，授权服务器颁发一个授权码（authorization code）并重定向用户回到应用程序。
3. 应用程序获取到授权码之后，使用这个授权码和自己的client id/secret向认证服务器申请访问令牌/刷新令牌（access token/refresh token）。授权服务器对这些信息进行校验，如果一切OK，则颁发给应用程序访问令牌/刷新令牌。
4. 应用程序在拿到访问令牌之后，向资源服务器申请用户的资源信息
5. 资源服务器在获取到访问令牌后，对令牌进行解析（如果令牌已加密，则需要进行使用相应算法进行解密）并校验，并向授权服务器校验其合法性，如果一起OK，则返回应用程序所需要的资源信息。

这个授权流程在OAuth 2中被称为授权码模式（authorization code grant），其命名的原因是，应用程序使用授权码来向授权服务器申请访问令牌/刷新令牌。

可以看到，在整个过程中应用程序没有接触到用户的密码。

授权码和令牌都是一个唯一标识的值，其各个意义为，

• 授权码：即用户的委派书，代表着用户的受限权限，有时效性
• 访问令牌：用于应用程序每次向资源服务器访问时提供，有时效性，如果安全性比较高的话，则每个访问令牌可以被设置为只用一次，或者对令牌设置一个有效期，在有效期可以反复使用。
• 刷新令牌：用于应用程序向授权服务器申请新的访问令牌，在访问令牌失效或过期的时候，重新获取新的访问令牌。

注意的是，访问令牌对于应用程序来说是透明的，应用程序无需关注访问令牌所带的任何信息，只需在访问资源服务器时带上它。但是资源服务器需要知道访问令牌的组成和加密方式，资源服务器需要解析或解密这个访问令牌，查看并校验里面的信息。

授权服务器和访问令牌，前者为授权的颁发，后者为授权的载体，两者实现了动态按需地代理权限分发，这也是OAuth 2.0解决方案在授权上所带来的创新变化。