发布于 

聊聊二维码扫码登录的原理

在日常生活中有大量的扫描二维码的场景,最近正好看到这方面的视频与文章,了解一下二维码背后的技术和逻辑。

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。那么就让我们来看一下,二维码登录是怎么操作的!

二维码登录的本质

二维码登录本质上也是一种登录认证方式。

常规的登录认证需要做的两件事:

  • 告诉系统我是谁
  • 向系统证明我是谁

通过扫描二维码,把手机端的账号信息传递到 PC 端,向系统证明我是谁。

手机端 APP 它是已经登录过的,就是说手机端是已经通过登录认证。只要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。

二维码

先认识一下二维码,在认识二维码之前我们先看一下一维码,又称为条形码:一维条码

img

所谓一维码,也就是条形码,超市里的条形码–这个相信大家都非常熟悉,条形码实际上就是一串数字,它上面存储了商品的序列号。

二维码其实与条形码类似,只不过它存储的不一定是数字,还可以是任何的字符串,你可以认为,它就是字符串的另外一种表现形式。

系统认证机制

为了安全,手机端它是不会存储你的登录密码的。但是在日常使用过程中,我们应该会注意到,只有在你的应用下载下来后,第一次登录的时候,才需要进行一个账号密码的登录, 那之后呢 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。

基于 token 的认证机制:

image-20210418233036432

  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,
  2. 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......',
}

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。
  2. 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 AP 接口响应数据, 如果不同,那就是校验不通过拒绝访问

客户端不会也没必要保存你的密码,相反,它是保存了 token。可能有些同学会想,这个 token 这么重要,万一被别人知道了怎么办。实际上,知道了也没有影响, 因为设备信息是唯一的,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,就是获得属于自己的 token。

扫描二维码登录的一般步骤:

image-20210418233436076

  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。

image-20210418233526709

  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
  2. 手机去扫描这个二维码
  3. 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
  4. 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

具体过程:

二维码准备

按二维码不同状态来看, 首先是等待扫描状态,用户打开 PC 端,切换到二维码登录界面时。

image-20210418233749186

  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
  2. 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
  3. 然后把二维码 ID 返回给 PC 端
  4. PC 端收到二维码 ID 后,生成二维码(二维码中肯定包含了 ID)
  5. 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

image-20210418233841134

  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
  2. 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
  3. 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
  4. 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

临时 token是为了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

image-20210418234001642

  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
  2. 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
  3. 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
  4. 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

总结

image-20210418234120407

我们从登陆的本质触发,探索二维码扫码登录是如何做到的

  1. 告诉系统我是谁
  2. 向系统证明我谁

在这个过程中,我们先简单讲了两个前提知识,

  • 一个是二维码原理,
  • 一个是基于 token 的认证机制。

然后我们以二维码状态为轴,分析了这背后的逻辑: 通过 token 认证机制与二维码状态变化来实现扫码登录.

需要指出的是,前面的讲的登录流程,它适用于同一个系统的 PC 端,WEB 端,移动端。