二维码扫码登录的原理

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场景

二维码最常用的场景之一就是通过手机端应用扫描PC或者WEB端的二维码,来登录同一个系统。比如手机微信扫码登录PC端微信,手机淘宝扫码登录PC端淘宝。

二维码登录的本质

二维码登录本质上是一种登录认证方式

  1. 告诉系统我是谁
  2. 向系统证明我是谁
告诉系统我是谁向系统证明我是谁
账号密码登录账号密码
手机验证码登录手机号验证码
扫码登录扫描二维码,把手机端的账号信息传递到PC端扫码确认是这个手机且是这个账号操作的,其实就能间接证明我谁

系统认证机制

场景:应用下载后,第一次登录的时候,才需要进行一个账号密码的登录,之后即使这个应用进程被杀掉,或者手机重启,都是不需要再次输入账号密码的,它可以自动登录。

这背后就是一套基于token的认证机制,我们来看一下这套机制是怎么运行的

  1. 账号密码登录时,客户端会将设备信息一起传递给服务端
  1. 如果账号密码校验通过,服务端会把账号与设备进行一个绑定,存在一个数据结构中,这个数据结构中包含了账号ID,设备ID,设备类型等等\
const token = {
  acountid:'账号ID',
  deviceid:'登录的设备ID',
  deviceType:'设备类型,如 iso,android,pc......',
}
  1. 然后服务端会生成一个token,用它来映射数据结构,这个token其实就是一串有着特殊意义的字符串,它的意义就在于,通过它可以找到对应的账号与设备信息
  1. 客户端得到这个token后,需要进行一个本地保存,每次访问系统API都携带上token与设备信息
  1. 服务端就可以通过token找到与它绑定的账号与设备信息,然后把绑定的设备信息与客户端每次传来的设备信息进行比较, 如果相同,那么校验通过,返回API接口响应数据, 如果不同,那就是校验不通过拒绝访问

综上,客户端不会保存密码,只保存token。

如果token被别人知道了,会有什么影响?

设备信息是唯一的,只要你的设备信息别人不知道, 别人拿其他设备来访问,验证也是不通过的。

客户端登录的目的:获得属于自己的token

在扫码登录过程中,PC端是怎么获得属于自己的token?

首先,token只能属于某个客户端私有,其他人或者是其他客户端是用不了的

扫描二维码登录的一般步骤

  1. 扫码前,手机端应用是已登录状态,PC端显示一个二维码,等待扫描
  2. 手机端打开应用,扫描PC端的二维码,扫描后,会提示"已扫描,请在手机端点击确认"
  3. 用户在手机端点击确认,确认后PC端登录就成功了

可以看到,二维码在中间有三个状态, 待扫描,已扫描待确认,已确认。

  1. 二维码的背后它一定存在一个唯一性的ID,当二维码生成时,这个ID也一起生成,并且绑定了PC端的设备信息

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  1. 手机去扫描这个二维码

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  1. 二维码切换为 已扫描待确认状态, 此时就会将账号信息与这个ID绑定

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  1. 当手机端确认登录时,它就会生成PC端用于登录的token,并返回给PC端

二维码准备

  1. PC端向服务端发起请求,告诉服务端,我要生成用户登录的二维码,并且把PC端设备信息也传递给服务端

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  1. 服务端收到请求后,它生成二维码ID,并将二维码ID与PC端设备信息进行绑定

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  1. 然后把二维码ID返回给PC端

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  1. PC端收到二维码ID后,生成二维码(二维码中肯定包含了ID)

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  1. 为了及时知道二维码的状态,客户端在展现二维码后,PC端不断的轮询服务端,比如每隔一秒就轮询一次,请求服务端告诉当前二维码的状态及相关信息

扫描状态切换

  1. 用户用手机去扫描PC端的二维码,通过二维码内容取到其中的二维码ID

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  1. 再调用服务端API将移动端的身份信息与二维码ID一起发送给服务端

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  1. 服务端接收到后,它可以将身份信息与二维码ID进行绑定,生成临时token。然后返回给手机端

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  1. 因为PC端一直在轮询二维码状态,所以这时候二维码状态发生了改变,它就可以在界面上把二维码状态更新为已扫描

那么为什么需要返回给手机端一个临时token呢?临时token与token一样,它也是一种身份凭证,不同的地方在于它只能用一次,用过就失效。

在第三步骤中返回临时token,为的就是手机端在下一步操作时,可以用它作为凭证。以此确保扫码,登录两步操作是同一部手机端发出的

状态确认

@startuml

autonumber

participant "PC端" as Browser #chocolate
participant "服务端" as Server #orange
participant "手机端" as Phone #yellowgreen

activate Phone

Phone -> Server: 携带临时token,确认登录
activate Server

Server -> Server: 改变二维码状态,生成PC端token

activate Browser
Browser -> Server: 轮询二维码状态,已确认

Server -> Browser: 返回二维码状态和token


Browser -> Server: token



@enduml
  1. 手机端在接收到临时token后会弹出确认登录界面,用户点击确认时,手机端携带临时token用来调用服务端的接口,告诉服务端,我已经确认

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  1. 服务端收到确认后,根据二维码ID绑定的设备信息与账号信息,生成用户PC端登录的token

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  1. 这时候PC端的轮询接口,它就可以得知二维码的状态已经变成了"已确认"。并且从服务端可以获取到用户登录的token

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  1. 到这里,登录就成功了,后端PC端就可以用token去访问服务端的资源了