手把手教你入门 Spring Boot + CAS 单点登录

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 1.什么是 CAS

CAS 全称叫做中央认证服务，英文是 Central Authentication Service。

这是由耶鲁大学发起的一个开源项目，目的是帮助 Web 应用系统构建一种可靠的单点登录解决方案，从目前企业实际项目来看，CAS 还是非常受欢迎的一种单点登录解决方案。

1.1 CAS 架构

CAS 分为两部分：

• 一个是 CAS Server，这是单点验证服务，作用类似于我们OAuth2+JWT 方案中的授权服务器，用来校验用户名/密码等，一般来说都是独立部署。
• 另一个则是 CAS Client，相当于就是一个一个的(微)服务。

我们来看 CAS 的官方给出的一个架构图：

可以看到，用户访问的是 CAS Clients，CAS Clients 和 CAS Server 之间的通信支持多种协议，CAS Server 处理具体的认证事宜，CAS Server 对数据源的支持也非常多样化。

CAS Client 支持的平台有：

• Apache httpd Server (mod_auth_cas module)
• Java (Java CAS Client)
• .NET (.NET CAS Client)
• PHP (phpCAS)
• Perl (PerlCAS)
• Python (pycas)
• Ruby (rubycas-client)

CAS 支持的通信协议有：

• CAS (versions 1, 2, and 3)
• SAML 1.1 and 2
• OpenID Connect
• OpenID
• OAuth 2.0
• WS Federation

从图中也可以看出 CAS 支持多种不同的认证机制，具体有：

• JAAS
• LDAP
• RDBMS
• SPNEGO

...

1.2 三个概念

在 CAS 的整个登录过程中，有三个重要的概念，这里我先来和大家捋一捋。

• TGT：TGT 全称叫做 Ticket Granting Ticket，这个相当于我们平时所见到的 HttpSession 的作用，用户登录成功后，用户的基本信息，如用户名、登录有效期等信息，都将存储在此。
• TGC：TGC 全称叫做 Ticket Granting Cookie，TGC 以 Cookie 的形式保存在浏览器中，根据 TGC 可以帮助用户找到对应的 TGT，所以这个 TGC 有点类似与会话 ID。
• ST：ST 全称是 Service Ticket，这是 CAS Sever 通过 TGT 给用户发放的一张票据，用户在访问其他服务时，发现没有 Cookie 或者 ST ，那么就会 302 到 CAS Server 获取 ST，然后会携带着 ST 302 回来，CAS Client 则通过 ST 去 CAS Server 上获取用户的登录状态。

2.CAS 登录流程

接下来我们通过一张官方给出的流程图来看下 CAS 登录过程是什么样子的!

这张图其实画的比较清楚了，我再用文字和大家解释下：

术语：应用1、应用2 分别表示被保护的应用。

• 用户通过浏览器访问应用1，应用1 发现用户没有登录，于是返回 302，并且携带上一个 service 参数，让用户去 CAS Server 上登录。
• 浏览器自动重定向到 CAS Server 上，CAS Server 获取用户 Cookie 中携带的 TGC，去校验用户是否已经登录，如果已经登录，则完成身份校验(此时 CAS Server 可以根据用户的 TGC 找到 TGT，进而获取用户的信息);如果未登录，则重定向到 CAS Server 的登录页面，用户输入用户名/密码，CAS Server 会生成 TGT，并且根据 TGT 签发一个 ST，再将 TGC 放在用户的 Cookie 中，完成身份校验。
• CAS Server 完成身份校验之后，会将 ST 拼接在 service 中，返回 302，浏览器将首先将 TGC 存在 Cookie 中，然后根据 302 的指示，携带上 ST 重定向到应用1。
• 应用1 收到浏览器传来的 ST 之后，拿去 CAS Server 上校验，去判断用户的登录状态，如果用户登录合法，CAS Server 就会返回用户信息给 应用1。
• 浏览器再去访问应用2，应用2 发现用户未登录，重定向到 CAS Server。
• CAS Server 发现此时用户实际上已经登录了，于是又重定向回应用2，同时携带上 ST。
• 应用2 拿着 ST 去 CAS Server 上校验，获取用户的登录信息。

在整个登录过程中，浏览器分别和 CAS Server、应用1、应用2 建立了会话，其中，和 CAS Server 建立的会话称之为全局会话，和应用1、应用2 建立的会话称之为局部会话;一旦局部会话成功建立，以后用户再去访问应用1、应用2 就不会经过 CAS Server 了。

3.CAS Server 搭建

说了这么多，来点实际的。

由于整个 CAS 单点登录做起来还比较麻烦，我们一步一步来，今天我先来教大家把 CAS Server 搭建起来。

3.1 版本选择

目前最新的 CAS Server 是 6.x，这个是基于 gradle 来构建的，考虑到很多小伙伴可能不熟悉 gradle 操作，因此这里我选择 5.3 的版本，该版本基于大家熟悉的 maven 来构建。

官方为我们提供了构建 CAS Server 的模版，地址是：https://github.com/apereo/cas-overlay-template。

我们在分支中选择 5.3 版本下载：

或者直接 clone 下来，然后切换到 5.3 这个分支也可以。这个应该就不用我教大家了吧，相信小伙伴们都能自己搞定。

3.2 HTTPS 证书

CAS Server 从版本 4 开始，要使用 HTTPS 通信，所以我们得提前准备 HTTPS 证书。公司里的项目的话，需要购买 HTTPS 证书，自己玩的话也可以从云服务厂商那里申请到免费的 HTTPS 证书。

现在我们在本地测试，直接利用 JDK 自带的 keytool 工具，自己生成一个 HTTPS 证书即可。

生成命令如下：

keytool -genkey -alias casserver -keyalg RSA -keystore ./keystore 

• -alias 表示生成的证书别名
• -keyalg 表示生成证书使用的算法
• -keystore 表示生成证书的存放位置

证书在执行的时候，需要给一个密钥库口令，这个大家随意给出即可，但是给出了多少要自己记着。另外，在 What is your first and last name? 选项中，需要填入 CAS Server 的域名，这点切记：

如此之后，我们的 HTTPS 证书就有了，虽然这个证书不被各大厂商认可，但是自己做练习够用了。

3.3 配置并启动

接下来进行配置。

我们在下载的 cas-overlay-template 项目中，新建 src/main/resources 目录，并将 overlays/org.apereo.cas.cas-server-webapp-tomcat-5.3.14/WEB-INF/classes/application.properties 文件和刚刚生成的 keystore 文件拷贝进来：

然后修改 application.properties ，主要配置一下 keystore 的位置和密钥，如下:

server.ssl.key-store=classpath:keystore 
server.ssl.key-store-password=111111 
server.ssl.key-password=111111 

配置完成后，在项目根目录下执行如下命令启动项目：

./build.sh bootrun

根据个人网速，第一次启动可能会非常漫长，耐心等待即可。

启动过程中，也可能会报错，但是不用管，如果看到 ready 图标，就表示启动成功了：

3.4 测试

启动成功后，浏览器输入 https://cas.javaboy.org:8443/cas/login 就可以进入登录页面了(注意是 https 哦)：

默认的用户名是 casuser，密码是 Mellon，输入用户名密码就可以登录了。

默认的用户名/密码也可以在 application.properties 文件中修改，该文件的最后一行：

cas.authn.accept.users=casuser::Mellon 

修改完后，重启项目即可生效。

4.小结

今天主要和小伙伴聊一下 CAS 的基本概念，然后我们顺手搭建一个 CAS Server 出来，感兴趣的小伙伴可以动手试一试哦～，下篇文章我们来看如何用 Spring Boot 开发 CAS 客户端～

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