CAS单点登录 v5.3.x：自定义Ticket管理

# 1. 简介

## 1.1 CAS单点登录概述

CAS（Central Authentication Service）是一种用于实现单点登录的开源认证协议。它提供了一种可扩展的架构，允许用户在多个应用系统中进行身份认证，并且只需要登录一次，便可在其他应用系统中免密访问。

CAS单点登录的概念源自于中心化的认证服务器，它负责验证用户的身份，并颁发一个令牌（Ticket），用于之后的认证请求。通过CAS协议和令牌的颁发和校验过程，实现了单点登录的功能。

CAS的工作原理如下：
1. 用户访问某个应用系统，并未登录。
2. 应用系统检测到用户未登录，将用户重定向至CAS服务器。
3. 用户在CAS服务器上进行身份认证。
4. CAS服务器返回一个令牌（Ticket）给用户，并将该令牌存储在服务器端。
5. 用户携带令牌返回原应用系统，并进行令牌的校验。
6. 应用系统通过CAS服务器校验令牌的有效性，确认用户的身份。
7. 用户无需再次登录，在该应用系统中可以完成相应操作。

## 1.2 CAS单点登录 v5.3.x版本介绍

CAS单点登录的最新版本是v5.3.x，该版本在前几个版本的基础上进行了许多改进和优化。主要的更新内容包括：
- 引入OAuth协议，支持第三方应用的集成。
- 提供了更灵活的配置选项，便于定制化开发。
- 增强了安全性和可扩展性。
- 改进了性能和用户体验。

CAS v5.3.x版本相对于之前版本的迁移工作较为复杂，但同时也带来了更多的功能和特性。因此，开发人员需要根据实际需求和现有系统的架构来选择是否升级。

## 1.3 自定义Ticket管理的必要性

CAS单点登录中的Ticket是用于验证用户身份的关键信息。默认情况下，CAS使用内存存储Ticket，存在一些问题。例如，内存存储方式的限制会导致Ticket的持久化问题；内存存储方式无法支持多节点部署；内存存储方式无法对Ticket进行自定义管理等。

因此，自定义Ticket管理模块的开发是必要的。通过自定义Ticket管理模块，我们可以实现对Ticket的存储、校验和过期处理等灵活控制，提高CAS单点登录的安全性、扩展性和性能。

接下来，我们将深入探讨CAS单点登录的基础知识，以及如何进行自定义Ticket管理的实现。

# 2. CAS单点登录基础

### 2.1 CAS单点登录原理概述

CAS（Central Authentication Service）是一种企业应用的单点登录协议，通过在服务端验证用户身份，并在客户端标记登录状态，实现用户在多个应用间的无缝访问。CAS的单点登录原理主要包括以下几个步骤：

- 用户访问客户端应用，发起登录请求
- 客户端应用重定向用户至CAS Server进行身份认证
- 用户在CAS Server完成身份认证，获得票据Ticket
- 客户端应用携带Ticket向CAS Server请求验证
- CAS Server验证Ticket有效后，向客户端应用返回登录凭证

### 2.2 Ticket的概念与作用

在CAS单点登录中，Ticket是用于表示用户身份认证状态的令牌，分为Service Ticket（ST）和Service Ticket-Granting Ticket（TGT）两种类型。ST用于表示用户对特定服务的访问凭证，TGT用于表示用户的登录状态和全局会话。客户端应用在获取到Ticket后，可凭借Ticket到CAS Server进行验证和获取用户身份信息。

### 2.3 CAS v5.3.x中Ticket管理的基本流程

在CAS v5.3.x版本中，Ticket管理遵循以下基本流程：

1. 用户登录时，CAS Server生成TGT，并分发给客户端应用
2. 客户端应用携带TGT向CAS Server请求ST
3. CAS Server验证TGT有效后，生成ST并返回给客户端应用
4. 客户端应用携带ST向CAS Server请求用户身份信息
5. CAS Server验证ST有效后，返回用户身份信息给客户端应用

以上是CAS单点登录基础的概念和流程，后续章节将深入讨论自定义Ticket管理和安全性优化等内容。

# 3. 自定义Ticket管理

#### 3.1 Ticket管理模块介绍

在CAS单点登录系统中，Ticket是用于验证用户身份和授权的重要凭证。由于CAS v5.3.x版本提供了自定义Ticket管理的功能，因此我们可以根据具体需求来实现更加灵活、安全的Ticket管理。

在CAS v5.3.x中，Ticket管理模块主要包括以下几个组件：

- **TicketRegistry**：用于存储和管理Ticket的接口，可以自定义实现该接口以选择合适的Ticket存储方案。CAS默认提供了基于内存的TicketRegistry实现，但在生产环境中可能需要考虑使用分布式缓存或数据库等方案。

- **TicketGrantingTicket**：代表用户的登录凭证，在用户登录成功后生成并返回给客户端。它可以包含一些用户信息和权限等相关数据，用于快速验证用户身份。

- **ServiceTicket**：代表特定服务与用户的凭证，在用户访问受保护的服务时生成。它包含有关服务和用户的相关信息，并与TicketGrantingTicket进行关联。

- **TicketIdGenerator**：用于生成Ticket的唯一标识符，根据自定义的生成策略生成不同类型的Ticket。

#### 3.2 自定义Ticket生成与校验流程

在CAS v5.3.x中，自定义Ticket生成与校验的流程如下：

1. 用户登录时，CAS生成一个TicketGrantingTicket，并存储在TicketRegistry中。

2. CAS将TicketGrantingTicket的标识符返回给客户端，并重定向至客户端指定的服务。

3. 客户端请求受保护的服务时，携带TicketGrantingTicket标识符以及服务相关信息。

4. 服务端根据TicketGrantingTicket标识符从TicketRegistry中获取TicketGrantingTicket，并使用其进行身份验证。

5. 服务端生成ServiceTicket，并将其关联到TicketGrantingTicket。ServiceTicket的唯一标识符会返回给客户端。

6. 客户端携带ServiceTicket标识符访问服务，服务端根据ServiceTicket标识符从TicketRegistry中获取ServiceTicket进行鉴权。

7. 校验通过后，服务端返回服务内容给客户端。

#### 3.3 Ticket存储方案的选择与实现

在CAS v5.3.x中，我们可以根据实际需求选择合适的Ticket存储方案。常见的存储方案包括：

- **基于内存的存储**：CAS默认提供了基于内存的TicketRegistry实现，适用于小规模部署或临时测试环境。

- **基于分布式缓存的存储**：可以使用Redis、Memcached等分布式缓存存储Ticket，适用于高可用、高并发的生产环境。

- **基于数据库的存储**：可以使用关系型数据库或NoSQL数据库存储Ticket，适用于需要持久化存储、数据备份与恢复的场景。

根据具体情况和需求，我们可以自定义实现TicketRegistry接口，以实现对应的Ticket存储方案。下面是一个简单的示例，展示如何自定义基于Redis的TicketRegistry实现：

@Component
public class RedisTicketRegistry implements TicketRegistry {

    @Autowired
    private RedisTemp