Android OAuth2.0(开放授权Open Authorization)

参考
知乎 OAuth 授权的工作原理是怎样的?足够安全吗?
阮一峰 理解OAuth 2.0

一、第三方应用如何授权才安全

1.例一
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。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。

  • "云冲印"为了后续的服务,会保存用户的密码,这样很不安全。
  • 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。
  • "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。
  • 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。
  • 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。

2.例二
新浪微博就是你的家。偶尔你会想让一些人(第三方应用)去你的家里帮你做一些事,或取点东西。你可以复制一把钥匙(用户名和密码)给他们,但这里有三个问题:

  • 别人拿了钥匙后可以去所有的房间
  • 别人拿到你的钥匙后也许会不小心丢到,甚至故意送到它人手里。这样你都不知到谁有你家钥匙。
  • 过一段时间你也许会想要回自己的钥匙,但别人不还怎么办?

OAuth 是高级钥匙:

  • 你可以配置不同权限的钥匙。有些只能进大厅(读取你的微博流)。有些钥匙可以进储藏柜(读取你的相片)
  • 钥匙上带着指纹验证的(指纹 = appkey)。 收到钥匙的人只能自己用,不能转让
  • 你可以远程废除之前发出的钥匙
二、流程

参考简述 OAuth 2.0 的运作流程

假如我有一个网站,你是我网站上的访客,看了文章想留言表示「朕已阅」,留言时发现有这个网站的帐号才能够留言,此时给了你两个选择:一个是在我的网站上注册拥有一个新账户,然后用注册的用户名来留言;一个是使用 github 帐号登录,使用你的 github 用户名来留言。前者你觉得过于繁琐,于是惯性地点击了 github 登录按钮,此时 OAuth 认证流程就开始了。

需要明确的是,即使用户刚登录过 github,我的网站也不可能向 github 发一个什么请求便能够拿到访客信息,这显然是不安全的。就算用户允许你获取他在 github 上的信息,github 为了保障用户信息安全,也不会让你随意获取。所以操作之前,我的网站与 github 之间需要要有一个协商。

1. 网站和 Github 之间的协商
Github 会对用户的权限做分类,比如读取仓库信息的权限、写入仓库的权限、读取用户信息的权限、修改用户信息的权限等等。如果我想获取用户的信息,Github 会要求我,先在它的平台上注册一个应用,在申请的时候标明需要获取用户信息的哪些权限,用多少就申请多少,并且在申请的时候填写你的网站域名,Github 只允许在这个域名中获取用户信息。

此时我的网站已经和 Github 之间达成了共识,Github 也给我发了两张门票,一张门票叫做 Client Id,另一张门票叫做 Client Secret。

2. 用户和 Github 之间的协商
用户进入我的网站,点击 github 登录按钮的时候,我的网站会把上面拿到的 Client Id 交给用户,让他进入到 Github 的授权页面,Github 看到了用户手中的门票,就知道这是我的网站让他过来的,于是它就把我的网站想要获取的权限摆出来,并询问用户是否允许我获取这些权限。

// 用户登录 github,协商
GET //github.com/login/oauth/authorize

// 协商凭证
params = {
  client_id: "xxxx",
  redirect_uri: "http://my-website.com"
}

如果用户觉得我的网站要的权限太多,或者压根就不想我知道他这些信息,选择了拒绝的话,整个 OAuth 2.0 的认证就结束了,认证也以失败告终。如果用户觉得 OK,在授权页面点击了确认授权后,页面会跳转到我预先设定的 redirect_uri 并附带一个盖了章的门票 code。

// 协商成功后带着盖了章的 code
Location: http://my-website.com?code=xxx

这个时候,用户和 Github 之间的协商就已经完成,Github 也会在自己的系统中记录这次协商,表示该用户已经允许在我的网站访问上直接操作和使用他的部分资源。

3. 告诉 Github 我的网站要来拜访了
第二步中,我们已经拿到了盖过章的门票 code,但这个 code 只能表明,用户允许我的网站从 github 上获取该用户的数据,如果我直接拿这个 code 去 github 访问数据一定会被拒绝,因为任何人都可以持有 code,github 并不知道 code 持有方就是我本人。

还记得之前申请应用的时候 github 给我的两张门票么,Client Id 在上一步中已经用过了,接下来轮到另一张门票 Client Secret。

// 网站和 github 之间的协商
POST //github.com/login/oauth/access_token

// 协商凭证包括 github 给用户盖的章和 github 发给我的门票
params = {
  code: "xxx",
  client_id: "xxx",
  client_secret: "xxx",
  redirect_uri: "http://my-website.com"
}

拿着用户盖过章的 code 和能够标识个人身份的 client_id、client_secret 去拜访 github,拿到最后的绿卡 access_token。

// 拿到最后的绿卡
response = {
  access_token: "e72e16c7e42f292c6912e7710c838347ae178b4a"
  scope: "user,gist"
  token_type: "bearer",
  refresh_token: "xxxx"
}

4. 用户开始使用 github 帐号在我的页面上留言
上一步 github 已经把最后的绿卡 access_token 给我了,通过 github 提供的 API 加绿卡就能够访问用户的信息了,能获取用户的哪些权限在 response 中也给了明确的说明,scope 为 user 和 gist,也就是只能获取 user 组和 gist 组两个// 访问用户数据

//绿卡 access_token
GET //api.github.com/user?access_token=e72e16c7e42f
292c6912e7710c838347ae178b4a

// 告诉我用户的名字和邮箱
response = {
  username: "barretlee",
  email: "barret.china@gmail.com"
}小组的权限,user 组中就包含了用户的名字和邮箱等信息了。

整个 OAuth2 流程在这里也基本完成了,文章中的表述很粗糙,比如 access_token 这个绿卡是有过期时间的,如果过期了需要使用 refresh_token 重新签证。

三、详解

1.名词解释

  • Third-party application:
    第三方应用程序,又称"客户端"(client),即例子中的"云冲印"或网站。
  • 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或GitHub。
  • Resource Owner:
    资源所有者,又称"用户"(user)。
  • User Agent:
    用户代理,本文中就是指浏览器。
  • 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。
  • 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。

2.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)

3.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。它的步骤如下:
(A)用户访问客户端,后者将前者导向认证服务器。
(B)用户选择是否给予客户端授权。
(C)假设用户给予授权,认证服务器将用户导向客户端事先指定的"重定向URI"(redirection URI),同时附上一个授权码。
(D)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。这一步是在客户端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,向客户端发送访问令牌(access token)和更新令牌(refresh token)。

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"
     }
四、应用

参考
android 新浪微博Oauth2.0认证以及自定义webview认证
android新浪微博Oauth2.0认证以及登录
Android中的OAuth2.0——QQ第三方授权登录

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