CAS（Central Authentication Service）是一种广泛应用的 单点登录（SSO） 协议，它允许用户在一个集中式的身份验证系统中登录一次后，便可以无缝访问多个应用系统，而无需重复登录。CAS 通过统一的身份验证服务来简化多个应用之间的用户认证流程，提高了用户体验，并减少了管理多个用户凭证的复杂性。
1. CAS 单点登录工作原理
CAS 是一种基于 Web 的认证协议，通常包括以下几个核心组成部分：
- CAS 服务器：中央身份验证服务器，负责验证用户身份并为其发放票据（ticket）。
- CAS 客户端：集成到各个应用中的客户端，负责将用户请求重定向到 CAS 服务器进行认证，并验证 CAS 服务器返回的票据。
- 用户：进行认证并访问多个应用系统的终端用户。
- 票据：CAS 使用票据（Ticket）来管理认证信息，最常见的是 服务票据（Service Ticket） 和 登录票据（Login Ticket）。
2. CAS 单点登录的流程
2.1 用户访问应用系统（服务提供者）
- 用户试图访问某个受保护的应用（服务提供者，SP），但尚未进行身份验证。
- 应用检测到用户未登录，自动将用户重定向到 CAS 服务器。
2.2 重定向到 CAS 服务器
- 用户被重定向到 CAS 服务器，提示用户进行身份验证（通常是输入用户名和密码）。
- 用户输入凭证并提交给 CAS 服务器。
2.3 CAS 服务器进行身份验证
- CAS 服务器验证用户凭证。如果凭证有效，CAS 服务器创建一个登录票据（TGT，Ticket Granting Ticket）并返回给用户的浏览器。
- 该登录票据通常保存在浏览器的 cookie 中，用于后续的认证请求。
2.4 用户重定向回应用系统（服务提供者）
- CAS 服务器生成一个 服务票据（Service Ticket，ST），并将用户重定向回原先的应用系统（SP），同时附带这个 服务票据（ST）。
- 应用系统接收到请求后，使用 服务票据（ST） 向 CAS 服务器请求验证，CAS 服务器确认票据有效后，返回用户的身份信息。
2.5 服务提供者验证服务票据
- 服务提供者通过向 CAS 服务器验证服务票据来确认用户身份。若票据有效，CAS 服务器返回包含用户身份信息的响应。
- 应用系统根据返回的身份信息建立用户会话，允许用户访问资源。
2.6 后续请求
- 一旦用户成功登录，用户的会话将在浏览器中保存，并且其他应用系统会识别该会话，从而不再要求用户重复登录。
3. CAS 协议的关键点
- 单点登录：用户只需登录一次，便可以访问多个应用系统。无论用户访问多少个受保护的应用系统，CAS 只会要求用户在首次访问时进行身份验证，后续的访问都会凭借已获得的服务票据来认证。
- 票据机制：CAS 使用票据（Ticket）来实现无状态的认证。服务票据（ST）是应用系统与 CAS 服务器之间验证用户身份的桥梁。
- 用户体验：CAS 提供统一的登录界面，用户只需要记住一个用户名和密码即可登录所有集成的应用系统。
- 跨域认证：CAS 支持跨域认证，用户可以在不同的应用系统之间无缝切换，而不需要重新登录。
4. CAS 的优缺点
优点：
- 统一管理：集中式认证可以简化用户管理和权限管理，提高系统的安全性。
- 用户体验：减少了用户在多个系统间跳转时重复登录的麻烦，提供无缝的体验。
- 支持多应用：CAS 可以集成到多个应用中，支持跨域的单点登录。
- 开放标准：CAS 是一种开放协议，支持不同平台的实现，可以与多种技术栈兼容。
- 可扩展性：CAS 服务器支持多种扩展功能，如 LDAP 集成、两步验证、身份同步等。
缺点：
- 性能瓶颈：CAS 服务器可能成为瓶颈，所有的认证请求都必须通过 CAS 服务器处理，导致它需要较高的负载和高可用性。
- 单点故障：如果 CAS 服务器出现故障，所有的认证请求都会失败，导致无法登录任何应用系统。
- 复杂的配置：集成 CAS 到多个应用中需要一定的配置工作，尤其是当应用系统复杂或采用不同技术栈时。
5. CAS 实现与集成
CAS 协议通常有多种实现，其中最著名的是 Jasig CAS，它是一个开源项目，提供了完整的 CAS 服务器和客户端的实现。
5.1 CAS 服务器
- Jasig CAS Server：最常用的 CAS 服务器实现，提供集中式的身份验证服务，可以部署在自己的服务器上。
- CAS 服务器的配置：通常需要配置认证方式（如 LDAP、数据库、CAS 票据存储等）和应用系统的集成。
5.2 CAS 客户端
每个应用系统需要集成 CAS 客户端，以便能够重定向用户到 CAS 服务器进行身份验证。常见的客户端实现包括：
- Java 客户端：在 Java 应用中，CAS 客户端库（如
cas-client-java）用于与 CAS 服务器进行交互，验证服务票据。 - Spring Security：Spring Security 提供了 CAS 集成，允许基于 Spring 构建的应用系统与 CAS 协议集成。
- 其他技术栈客户端：如 Node.js、PHP 等平台上也有相应的 CAS 客户端实现，可以集成到各种类型的 Web 应用中。
6. CAS 安全性
- 加密：服务票据（ST）和登录票据（TGT）通常是通过加密技术保护的，以防止被篡改。
- HTTPS：CAS 协议需要通过 HTTPS 进行传输，确保敏感数据（如凭证和票据）在网络传输过程中不会被窃取。
- 会话管理：CAS 服务器会管理用户会话，一旦用户注销或会话过期，所有应用系统的访问权限也会被撤销。
7. 应用场景
- 企业应用：许多企业需要为员工提供访问多个内部应用（如人力资源管理系统、财务系统等）的单点登录服务，CAS 是理想的解决方案。
- 教育系统：学校和教育机构可以使用 CAS 来提供一个集中认证的系统，简化学生、教师和管理员的认证流程。
- 政府系统：对于需要集中管理的多部门系统，CAS 可以提供统一的认证平台，简化身份验证管理。
- 大型 Web 应用：对于包含多个 Web 应用（如门户网站、子系统等）的组织，CAS 提供了无缝的身份验证和权限控制。
总结
CAS 单点登录是一个非常强大的认证协议，能够简化多应用、多系统环境中的用户身份验证流程。它通过集中式的身份验证服务提供无缝的用户体验，但也需要合理的架构设计和高可用性保障。CAS 是企业、教育和其他需要集中认证管理的大型系统的理想选择。
