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移动端

你了解二维码扫描背后的登录原理吗?

扫二维码登录现在比较常见,比如微信、支付宝等 PC 端登录,并且好像每款 APP 都支持扫码登录,不搞个扫码登录都不好意思。作为技术人员,不知道您对这背后的实现逻辑是否感兴趣,反正我是一直都对这背后实现好奇。

作者:互联网平头哥来源:互联网平头哥|2020-04-01 10:06

扫二维码登录现在比较常见,比如微信、支付宝等 PC 端登录,并且好像每款 APP 都支持扫码登录,不搞个扫码登录都不好意思。作为技术人员,不知道您对这背后的实现逻辑是否感兴趣,反正我是一直都对这背后实现好奇。最近刚好看到一个关于扫码登录原理的视频,于是就整理出来了这篇文章,希望对您有所帮助。

本文共三个主题:

  • 什么是二维码。
  • 移动端基于 token 的认证机制。
  • 二维码扫码登录的原理。

1、什么是二维码

二维码又称二维条码,常见的二维码为QR Code,QR全称Quick Response,是一个近几年来移动设备上超流行的一种编码方式,它比传统的Bar Code条形码能存更多的信息,也能表示更多的数据类型。----来自百度百科

在商品上,一般都会有条形码,条形码也称为一维码,条形码只能表示一串数字。二维码要比条形码丰富很多,可以存储数字、字符串、图片、文件等,比如我们可以把 www.baidu.com 存储在二维码中,扫码二维码我们就可以获取到百度的地址。

可能用文字说起来还是比较难理解,您可以百度:草料二维码,一款二维码生成和解析工具,玩一玩你就知道二维码是个啥了。

2、移动端基于 token 的认证机制

在了解扫码登录原理之前,有必要先了解移动端基于 token 的认证机制,对理解扫码登录原理还是非常有帮助的。基于 token 的认证机制跟我们常用的账号密码认证方式有较大的不同,安全系数比账号密码要高,如果每次验证都传入账号密码,那么被劫持的概率就变大了。

基于 token 的认证机制流程图,如下图所示:

基于token的认证机制

基于 token 的认证机制,只有在第一次使用需要输入账号密码,后续使用将不在输入账号密码。「其实在登陆的时候不仅传入账号、密码,还传入了手机的设备信息。在服务端验证账号、密码正确后,服务端会做两件事」。

第一,将账号与设备关联起来,在某种意义上,设备信息就代表着账号。

第二,生成一个 token 令牌,并且在 token 与账号、设备关联,类似于key/value,token 作为 key ,账号、设备信息作为value,持久化在磁盘上。

将 token 返回给移动端,移动端将 token 存入在本地,往后移动端都通过 token 访问服务端 API ,当然除了 token 之外,还需要携带设备信息,因为 token 可能会被劫持。带上设备信息之后,就算 token 被劫持也没有关系,因为设备信息是唯一的。

这就是基于 token 的认证机制,将账号密码换成了 token、设备信息,从而提高了安全系数,可别小看这个 token ,token 是身份凭证,在扫码登录的时候也会用到。

3、二维码扫码登录的原理

好了,知道了移动端基于 token 的认证机制后,接下来就进入我们的主题:二维码扫码登陆的原理。先上二维码扫码登录的流程图:

扫码登录全流程

扫码登录可以分为三个阶段:「待扫描、已扫描待确认、已确认」。我们就一一来看看这三个阶段。

「1、待扫描阶段」

待扫描阶段也就是流程图中 1~5 阶段,即生成二维码阶段,这个阶段跟移动端没有关系,是 PC 端跟服务端的交互过程。

首先 PC 端携带设备信息向服务端发起生成二维码请求,服务端会生成唯一的二维码 ID,你可以理解为 UUID,并且将 二维码 ID 跟 PC 设备信息关联起来,这跟移动端登录有点相似。

PC 端接受到二维码 ID 之后,将二维码 ID 以二维码的形式展示,等待移动端扫码。此时在 PC 端会启动一个定时器,轮询查询二维码的状态。「如果移动端未扫描的话,那么一段时间后二维码将会失效。」

「2、已扫描待确认阶段」

流程图中第 6 ~ 10 阶段,我们在 PC 端登录微信时,手机扫码后,PC 端的二维码会变成已扫码,请在手机端确认。这个阶段是移动端跟服务端交互的过程。

首先移动端扫描二维码,获取二维码 ID,「然后将手机端登录的信息凭证(token)和 二维码 ID 作为参数发送给服务端」,此时的手机一定是登录的,不存在没登录的情况。

服务端接受请求后,会将 token 与二维码 ID 关联,为什么需要关联呢?你想想,我们使用微信时,移动端退出, PC 端是不是也需要退出,这个关联就有点把子作用了。然后会「生成一个一次性 token,这个 token 会返回给移动端,一次性 token 用作确认时候的凭证」。

PC 端的定时器,会轮询到二维码的状态已经发生变化,会将 PC 端的二维码更新为已扫描,请确认。

「3、已确认」

流程图中的 第 11 ~ 15 步骤,这是扫码登录的最后阶段,移动端携带上一步骤中获取的临时 token ,确认登录,「服务端校对完成后,会更新二维码状态,并且给 PC 端生成一个正式的 token ,后续 PC 端就是持有这个 token 访问服务端」。

PC 端的定时器,轮询到了二维码状态为登录状态,并且会获取到了生成的 token ,完成登录,后续访问都基于 token 完成。

在服务器端会跟手机端一样,维护着 token 跟二维码、PC 设备信息、账号等信息,后续的认证也是基于 token 和设备信息来完成。

到此,二维码扫描登录原理就差不多了,二维码扫描登录在原理上不难理解,跟 OAuth2.0 有一丝的相似之处,但是实现起来可能就比较复杂。

希望此文对您的学习或者工作有所帮助。同时希望您在评论区聊聊您的扫码登录工作经历,祝好。

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