OAuth2.0基本原理及应用

一.OAuth是一个关于授权（authorization）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。

在详细讲解OAuth 2.0之前，需要了解几个专用名词，理解它们对理解OAuth2.0的基本原理很重要。

（1） Third-party application：第三方应用程序，本文中又称"客户端"（client）。

（2）HTTPservice：HTTP服务提供商，本文中简称"服务提供商"。

（3）ResourceOwner：资源所有者，本文中又称"用户"（user），简称RO。

（4）UserAgent：用户代理，本文中就是指浏览器,简称UA。

（5）Authorizationserver：认证服务器，即服务提供商专门用来处理认证的服务器，简称AS。

（6）Resourceserver：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，简称RS。

二．OAuth2.0实现方法

1.OAuth2.0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。

三．OAuth2.0运行流程

（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。

上面六个步骤之中，B是关键，即用户怎样才能给客户端授权，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。

四．客户端授权4中模型

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）

1. 授权码模式（authorization code）：

授权码模式（authorization code）是功能最完整、流程最严密的授权模式。

具体步骤如下：

（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）。

下面是上面这些步骤所需要的参数。

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

举个例子:

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：

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。

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。

2. 简化模式（implicit）

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。

它的具体步骤如下：

（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。

3.密码模式（resource owner password credentials）

密码模式（Resource Owner Password CredentialsGrant）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

它的具体步骤如下：

（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。

4.客户端模式（client credentials）：

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。

它的步骤如下：

（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。

五．令牌更新

如果用户访问的时候，客户端的"访问令牌"已经过期，则需要使用"更新令牌"申请一个新的访问令牌。

客户端发出更新令牌的HTTP请求，包含以下参数：

granttype：表示使用的授权模式，此处的值固定为"refreshtoken"，必选项。

refresh_token：表示早前收到的更新令牌，必选项。

scope：表示申请的授权范围，不可以超出上一次申请的范围，如果省略该参数，则表示与上一次一致。

下面是一个例子。

六．OAuth2.0应用举例

现就将移动应用微信登录具体流程讲解如下：

1.移动应用微信登录

在进行微信OAuth2.0授权登录接入之前，在微信开放平台注册开发者帐号，并拥有一个已审核通过的移动应用，并获得相应的AppID和AppSecret。

授权流程说明：

1)第三方发起微信授权登录请求，微信用户允许授权第三方应用后，微信会拉起应用或重定向到第三方网站，并且带上授权临时票据code参数；

2)通过code参数加上AppID和AppSecret等，通过API换取access_token；

3)通过access_token进行接口调用，获取用户基本数据资源或帮助用户实现基本操作；

获取access_token时序图

第一步：请求CODE

开发者需要配合使用微信开放平台提供的SDK进行授权登录请求接入，正确接入SDK后并拥有相关授权域（scope）权限后，开发者移动应用会在终端本地拉起微信应用进行授权登录，微信用户确认后微信将拉起开发者移动应用，并带上授权临时票据（code）

Android平台应用授权登录接入代码示例：

参数说明

参数	是否必须	说明
appid	是	应用唯一标识，在微信开放平台提交应用审核通过后获得
scope	是	应用授权作用域，如获取用户个人信息则填写snsapi_userinfo
state	否	用于保持请求和回调的状态，授权请求后原样带回给第三方，该参数可用于防止csrf攻击

拉起微信打开授权登录页返回值说明：

用户点击授权后，微信客户端会被拉起，跳转至授权界面，用户在该界面点击允许或取消，SDK通过SendAuth的Resp返回数据给调用方

返回值	说明
ErrCode	ERR_OK = 0(用户同意) ERR_AUTH_DENIED = -4（用户拒绝授权） ERR_USER_CANCEL = -2（用户取消）
code	用户换取access_token的code，仅在ErrCode为0时有效
state	第三方程序发送时用来标识其请求的唯一性的标志，由第三方程序调用sendReq时传入，由微信终端回传，state字符串长度不能超过1K
lang	微信客户端当前语言
country	微信用户当前国家信息

第二步：通过code获取access_token

获取第一步的code后，请求以下链接获取access_token

参数说明

参数	是否必须	说明
Appid	是	应用唯一标识，在微信开放平台提交应用审核通过后获得
Secret	是	应用密钥AppSecret，在微信开放平台提交应用审核通过后获得
Code	是	填写第一步获取的code参数
grant_type	是	填authorization_code

正确返回参数说明：

特别的Unionid：当且仅当该移动应用已获得该用户的userinfo授权时，才会出现该字段；；

1.刷新access_token有效期

access_token是调用授权关系接口的调用凭证，由于access_token有效期（目前为2个小时）较短，当access_token超时后，可以使用refresh_token进行刷新，access_token刷新结果有两种；

1）若access_token已超时，那么进行refresh_token会获取一个新的access_token，新的超时时间；

2）若access_token未超时，那么进行refresh_token不会改变access_token，但超时时间会刷新，相当于续期access_token；

refresh_token拥有较长的有效期（30天），当refresh_token失效的后，需要用户重新授权

请求方法：

获取第一步的code后，请求以下链接进行refresh_token：

参数说明：

参数	是否必须	说明
Appid	是	应用唯一标识
grant_type	是	填refresh_token
refresh_token	是	填写通过access_token获取到的refresh_token参数

正确返回的参数：

注意：

1）Appsecret是应用接口使用密钥，泄漏后将可能导致应用数据泄漏、应用的用户数据泄漏等高风险后果；存储在客户端，极有可能被恶意窃取（如反编译获取Appsecret）；

2）access_token 为用户授权第三方应用发起接口调用的凭证（相当于用户登录态），存储在客户端，可能出现恶意获取access_token 后导致的用户数据泄漏、用户微信相关接口功能被恶意发起等行为；

3）refresh_token 为用户授权第三方应用的长效凭证，仅用于刷新access_token，但泄漏后相当于access_token 泄漏。

第三步：通过access_token调用接口

1. access_token有效且未超时；

2. 微信用户已授权给第三方应用帐号相应接口作用域（scope）

对于接口作用域（scope），能调用的接口有以下：

授权作用域（scope）

接口

接口说明

snsapi_base

/sns/oauth2/access_token

/sns/oauth2/refresh_token

通过code换取access_token、refresh_token和已授权scope

刷新或续期access_token使用

snsapi_userinfo

/sns/auth

/sns/userinfo

检查access_token有效性

获取用户个人信息

其中snsapi_base属于基础接口，若应用已拥有其它scope权限，则默认拥有snsapi_base的权限，使用snsapi_base可以让移动端网页授权绕过跳转授权登录页请求用户授权的动作，直接跳转第三方网页带上授权临时票据（code），但会使得用户已授权作用域（scope）仅为 snsapi_base，从而导致无法获取到需要用户授权才允许获得的数据和基础功能。