掃碼登入認證技術原理介紹及實踐

一、背景

最近業務要求PC端系統登入使用APP應用掃碼登入。

主要目的是：

1、簡化使用者錄入賬號密碼，達到快速登入PC；

2、賬號登入使用更加安全性；

3、為了推廣更多讓大家開啟使用APP（因為行業的特殊性，實際業務場景中大都設計師都在使用PC端設計軟體，同時也習慣了PC端下單）。

二、處理流程

1、業務流程圖

因為掃碼的時候有兩種處理邏輯，所以流程圖有業務處理方案。但不管哪種方案，背後技術處理邏輯是一樣的。

2、技術實現設計流圖程

3、處理步驟說明

a、使用者開啟PC登入頁面，PC登入頁面向認證中心發起請求，認證中心生成uuid等資訊，返回uuid等資訊給前端，前端展示一個包含uuid的二維條碼。

b、PC端登入頁面定時向認證中心輪詢二維條碼的狀態。

c、使用者登入行動端，開啟行動端攝像頭掃描PC端登入頁面的二維條碼。

d、行動端將二維條碼中包含的uuid等資訊傳送給認證中心，認證中心將二維條碼狀態設定為「掃描成功」。

e、PC端登入頁面輪詢到二維條碼狀態為「掃描成功」，提示「掃描成功」，以下圖片僅供參考。

f、行動端展示訊息確認彈出框，顯示「登入」、「取消登入」按鈕，同時將行動端當前登入的用賬號、當前行動端登入的token和二維條碼uuid等資訊傳送給認證中心。      

g、認證中心將使用者所選要登入的賬號儲存在二維條碼資訊裡面，並將二維條碼狀態設定為「已授權」。

h、登入頁面從輪詢二維條碼不存在時，提示「二維條碼已過期」 ，以下圖片僅供參考。

i、登入頁面從輪詢二維條碼狀態為「已取銷」時，提示「你已取消此次操作，你可再次掃描，或關閉視窗」。

j、登入頁面從輪詢二維條碼狀態為「已授權」時，認證中心生成PC端登入的token，設定cookie，並向PC端前端發起重定向跳轉。

程式處理時序圖

三、程式碼實現

auth2認證最簡單的程式碼結構範例

public class Auth2Login {
    public static void main(String[] args) {
        //Step 1: 獲取授權請求URL
        String authRequestUrl = "https://example.com/oauth/authorize";

        //Step 2: 向授權伺服器傳送請求，獲取授權碼
        String authCode = getAuthCode(authRequestUrl);

        //Step 3: 使用授權碼，向認證伺服器傳送請求，獲取access token
        String accessToken = getAccessToken(authCode);

        //Step 4: 使用access token，存取資源伺服器，進行使用者登入
        String userInfo = getUserInfo(accessToken);

        //Step 5: 根據user info進行使用者登入
        login(userInfo);
    }

    public static String getAuthCode(String authRequestUrl) {
        //TODO
        return null;
    }

    public static String getAccessToken(String authCode) {
        //TODO
        return null;
    }

    public static String getUserInfo(String accessToken) {
        //TODO
        return null;
    }

    public static void login(String userInfo) {
        //TODO
    }
}

掃碼登入認證關鍵程式碼片段

/**
     * 初始化，主要通過請求基本參婁生成UUID，並把uuid寫入redis
     * @param cmd 請求引數
     * @return
     */
    public Response init(LoginQrCodeInitCmd cmd) {

        String clientId = cmd.getClientId();
        String clientRedirectUri = cmd.getClientRedirectUri();

        ClientDetailsE clientDetails = oauthService.loadClientDetails(clientId);
        if (clientDetails == null || clientDetails.getId() == null) {
            return Response.buildFailure(AuthcenterCode.INVALID_CLIENT, String.format(AuthcenterCode.INVALID_CLIENT.getDesc(), clientId));
        }

        if (!clientDetails.getGrantTypes().contains(GrantType.QR_CODE.toString())) {
            return Response.buildFailure(AuthcenterCode.INVALID_GRANT_TYPE, String.format(AuthcenterCode.INVALID_GRANT_TYPE.getDesc(), clientId));
        }

        LoginQrCodeE qrCodeE = LoginQrCodeE.instance().init(clientId, clientRedirectUri);
        return DataResponse.of(BeanToolkit.instance().copy(qrCodeE, LoginQrCodeCO.class));
    }

    /**
     * 通過UUID獲取登入二維條碼
     * @param uuid 唯一字串
     * @return QR code物件
     */
    public LoginQrCodeE getLoginQrCode(String uuid) {
        return LoginQrCodeE.instance().of(uuid);
    }

    /**
     * 通過UUID掃碼
     * @param uuid 唯一字串
     * @return
     */
    public Response scan(String uuid) {
        LoginQrCodeE.instance().scan(uuid);
        return Response.buildSuccess();
    }

    /**
     * 取消登入確認
     * @param uuid 唯一字串
     * @return
     */
    public Response cancel(String uuid) {
        LoginQrCodeE.instance().cancel(uuid);
        return Response.buildSuccess();
    }

    /***
     * 驗證登入
     * @param cmd 使用者登入物件資訊
     * @return 如果成功返回登入資訊結構體
     */
    public Response authorize(LoginQrCodeAuthorizeCmd cmd) {

        String uuid = cmd.getUuid();
        String selectedAccountId = cmd.getSelectedAccountId();
        String token = cmd.getToken();

        //是否有掃碼
        if (LoginQrCodeE.instance().of(uuid).notScanned()) {
            return Response.buildFailure(AuthcenterCode.QR_CODE_NOT_SCANNED);
        }

        /**
         * 找出token
         */
        AccessTokenE accessTokenE = oauthRepository.findAccessToken(token);
        if (accessTokenE == null) {
            return Response.buildFailure(AuthcenterCode.INVALID_TOKEN);
        }

        AccountE userAccount = oauthRepository.findAccountByToken(token);
        if (userAccount == null) {
            // 當前令牌不存在使用者態（賬號）
            return Response.buildFailure(AuthcenterCode.TOKEN_ACCOUNT_RELA_NOT_EXIST);
        }
        List<String> userAccountIds = accountRepository.forceGetAccountIdsByMainUserId(userAccount.getMainUserId());
        if (userAccountIds == null) {
            // 當前賬號異常
            return Response.buildFailure(AuthcenterCode.UNKNOWN_ACCOUNT);
        }

        if (!userAccountIds.contains(selectedAccountId)) {
            // 所選賬號與當前令牌登入人資訊不一致
            return Response.buildFailure(AuthcenterCode.INVALID_SWITCH_ACCOUNT);
        }

        LoginQrCodeE.instance().authorize(uuid, selectedAccountId);
        return Response.buildSuccess();
    }

    /**
     * 對外提供輪旬時間服務方法，當查詢redis key=uuid是否超時
     * @param uuid 使用者存取請求的UUID
     * @return 登入碼狀態物件
     * @throws OAuthSystemException
     */
    public LoginQrCodeE handle(String uuid) throws OAuthSystemException {
        LoginQrCodeE loginQrCode = getLoginQrCode(uuid);
        // 當處於「已授權」狀態時，才能觸發準備登入
        if (loginQrCode.authorized()) {
            return loginQrCode.ready();
        }

        // 當處於「準備登入」狀態時，才能觸發登入
        if (loginQrCode.loginReady()) {
            return login(loginQrCode);
        }

        return loginQrCode;
    }

    /**
     * 掃碼登入
     * @param loginQrCode 二維條碼帶的物件資訊
     * @return
     * @throws OAuthSystemException 認證異常
     */
    public LoginQrCodeE login(LoginQrCodeE loginQrCode) throws OAuthSystemException {
        String clientId = loginQrCode.getClientId();
        String accountId = loginQrCode.getAccountId();
        ClientDetailsE clientDetails = clientDetailsRepository.findByClientId(clientId);
        AccountE userAccount = accountRepository.getAccountById(accountId);
        accountRepository.checkAccount(userAccount);
        AuthorizeE authorize = oauthRepository.findAccountAuthorizeByAccountId(accountId);
        authorizeRepository.checkAuthorizeDataIntegrity(authorize);
        if (authorize == null) {
            throw new UnknownAuthorizeException("Cannot find AuthorizeE mainUserId="+mainUserId);
        }
        AccessTokenE accessToken = oauthService.retrieveQrCodeAccessToken(clientDetails, authorize, userAccount, new HashSet<>(),
                new BizCodeE(loginQrCode.getAppCode(), loginQrCode.getSubAppCode()));

        return loginQrCode.login(accessToken.getToken(), accessToken.getRefreshToken(), accessToken.getCastgt());
    }

 程式碼僅是展示關鍵的處理過程，結構還是比較清晰的；這裡不提供完整的專案工程，因為這是公司的產權，況且每個公司的業務要求不同，大家理解後再去實現的自己掃碼認證邏輯，處理方法大同小異。