分享PHP扫码登录原理及实现方法

  • 作者:zccc
  • 来源:网络
  • 2020-07-09 15:03:44

由于扫码登录比账号密码登录更方便、快捷、灵活,在实际使用中更受到用户的欢迎。本文主要介绍了扫码登录的原理及整体流程,包含了二维码的生成/获取、过期失效的处理、登录状...

由于扫码登录比账号密码登录更方便、快捷、灵活,在实际使用中更受到用户的欢迎。

本文主要介绍了扫码登录的原理及整体流程,包含了二维码的生成/获取、过期失效的处理、登录状态的监听。

扫码登录的原理整体流程

为方便理解,我简单画了一个 UML 时序图,用以描述扫码登录的大致流程!

总结下核心流程:

请求业务服务器获取用以登录的二维码和 UUID。

通过 websocket 连接 socket 服务器,并定时(时间间隔依据服务器配置时间调整)发送心跳保持连接。

用户通过 APP 扫描二维码,发送请求到业务服务器处理登录。根据 UUID 设置登录结果。

socket 服务器通过监听获取登录结果,建立 session 数据,根据 UUID 推送登录数据到用户浏览器。

用户登录成功,服务器主动将该 socker 连接从连接池中剔除,该二维码失效。

关于客户端标识

也就是 UUID,这是贯穿整个流程的纽带,一个闭环登录过程,每一步业务处理都是围绕该次的 UUD 进行处理的。UUID 的生成有根据 session_id 的也有根据客户端 ip 地址的。个人还是建议每个二维码都有单独的 UUID,适用场景更广一些!

关于前端和服务器通讯

前端肯定是要和服务器保持一直通讯的,用以获取登录结果和二维码状态。看了下网上的一些实现方案,基本各个方案都有用的:轮询、长轮询、长链接、websocket。也不能肯定的说哪个方案好哪个方案不好,只能说哪个方案更适用于当前应用场景。个人比较建议使用长轮询、websocket 这种比较节省服务器性能的方案。

关于安全性

扫码登录的好处显而易见,一是人性化,再就是防止密码泄漏。但是新方式的接入,往往也伴随着新的风险。所以,很有必要再整体过程中加入适当的安全机制。例如:

强制 HTTPS 协议短期令牌数据签名数据加密扫码登录的过程演示

代码实现和源码后面会给出。

开启 Socket 服务器访问登录页面

可以看到用户请求的二维码资源,并获取到了 qid

获取二维码时候会建立相应缓存,并设置过期时间:

之后会连接 socket 服务器,定时发送心跳。

此时 socket 服务器会有相应连接日志输出:

用户使用 APP 扫码并授权

服务器验证并处理登录,创建 session,建立对应的缓存:

Socket 服务器读取到缓存,开始推送信息,并关闭剔除连接:

前端获取信息,处理登录:

扫码登录的实现

注意:本 Demo 只是个人学习测试,所以并未做太多安全机制!

Socket 代理服务器

使用 Nginx 作为代理 socke 服务器。可使用域名,方便做负载均衡。本次测试域名:loc.websocket.net

websocker.conf

server {
    listen       80;
    server_name  loc.websocket.net;
    root   /www/websocket;
    index  index.php index.html index.htm;
    #charset koi8-r;

    access_log /dev/null;
    #access_log  /var/log/nginx/nginx.localhost.access.log  main;
    error_log  /var/log/nginx/nginx.websocket.error.log  warn;

    #error_page  404              /404.html;

    # redirect server error pages to the static page /50x.html
    #
    error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    location = /50x.html {
        root   /usr/share/nginx/html;
    }

    location / {
        proxy_pass http://php-cli:8095/;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_connect_timeout 4s;
        proxy_read_timeout 60s;
        proxy_send_timeout 12s;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection $connection_upgrade;
    }
}
Socket 服务器

使用 PHP 构建的 socket 服务器。实际项目中大家可以考虑使用第三方应用,稳定性更好一些!

QRServer.php

<?php

require_once dirname(dirname(__FILE__)) . '/Config.php';
require_once dirname(dirname(__FILE__)) . '/lib/RedisUtile.php';
require_once dirname(dirname(__FILE__)) . '/lib/Common.php';/**
 * 扫码登陆服务端
 * Class QRServer
 * @author BNDong */class QRServer {    private $_sock;    private $_redis;    private $_clients = array();    /**
     * socketServer constructor.     */
    public function __construct()
    {        // 设置 timeout
        set_time_limit(0);        // 创建一个套接字(通讯节点)
        $this->_sock = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP) or die("Could not create socket" . PHP_EOL);
        socket_set_option($this->_sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);        // 绑定地址
        socket_bind($this->_sock, \Config::QRSERVER_HOST, \Config::QRSERVER_PROT) or die("Could not bind to socket" . PHP_EOL);        // 监听套接字上的连接
        socket_listen($this->_sock, 4) or die("Could not set up socket listener" . PHP_EOL);

        $this->_redis  = \lib\RedisUtile::getInstance();
    }    /**
     * 启动服务     */
    public function run()
    {
        $this->_clients = array();
        $this->_clients[uniqid()] = $this->_sock;        while (true){
            $changes = $this->_clients;
            $write   = NULL;
            $except  = NULL;
            socket_select($changes,  $write,  $except, NULL);            foreach ($changes as $key => $_sock) {                if($this->_sock == $_sock){ // 判断是不是新接入的 socket

                    if(($newClient = socket_accept($_sock))  === false){
                        die('failed to accept socket: '.socket_strerror($_sock)."\n");
                    }

                    $buffer   = trim(socket_read($newClient, 1024)); // 读取请求
                    $response = $this->handShake($buffer);
                    socket_write($newClient, $response, strlen($response)); // 发送响应
                    socket_getpeername($newClient, $ip); // 获取 ip 地址
                    $qid = $this->getHandQid($buffer);
                    $this->log("new clinet: ". $qid);                    if ($qid) { // 验证是否存在 qid
                        if (isset($this->_clients[$qid])) $this->close($qid, $this->_clients[$qid]);
                        $this->_clients[$qid] = $newClient;
                    } else {
                        $this->close($qid, $newClient);
                    }

                } else {                    // 判断二维码是否过期
                    if ($this->_redis->exists(\lib\Common::getQidKey($key))) {

                        $loginKey = \lib\Common::getQidLoginKey($key);                        if ($this->_redis->exists($loginKey)) { // 判断用户是否扫码
                            $this->send($key, $this->_redis->get($loginKey));
                            $this->close($key, $_sock);
                        }

                        $res = socket_recv($_sock, $buffer,  2048, 0);                        if (false === $res) {
                            $this->close($key, $_sock);
                        } else {
                            $res && $this->log("{$key} clinet msg: " . $this->message($buffer));
                        }
                    } else {
                        $this->close($key, $this->_clients[$key]);
                    }

                }
            }
            sleep(1);
        }
    }    /**
     * 构建响应
     * @param string $buf
     * @return string     */
    private function handShake($buf){
        $buf    = substr($buf,strpos($buf,'Sec-WebSocket-Key:') + 18);
        $key    = trim(substr($buf, 0, strpos($buf,"\r\n")));
        $newKey = base64_encode(sha1($key."258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11",true));
        $newMessage = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n";
        $newMessage .= "Upgrade: websocket\r\n";
        $newMessage .= "Sec-WebSocket-Version: 13\r\n";
        $newMessage .= "Connection: Upgrade\r\n";
        $newMessage .= "Sec-WebSocket-Accept: " . $newKey . "\r\n\r\n";        return $newMessage;
    }    /**
     * 获取 qid
     * @param string $buf
     * @return mixed|string     */
    private function getHandQid($buf) {
        preg_match("/^[\s\n]?GET\s+\/\?qid\=([a-z0-9]+)\s+HTTP.*/", $buf, $matches);
        $qid = isset($matches[1]) ? $matches[1] : '';        return $qid;
    }    /**
     * 编译发送数据
     * @param string $s
     * @return string     */
    private function frame($s) {
        $a = str_split($s, 125);        if (count($a) == 1) {            return "\x81" . chr(strlen($a[0])) . $a[0];
        }
        $ns = "";        foreach ($a as $o) {
            $ns .= "\x81" . chr(strlen($o)) . $o;
        }        return $ns;
    }    /**
     * 解析接收数据
     * @param resource $buffer
     * @return null|string     */
    private function message($buffer){
        $masks = $data = $decoded = null;
        $len = ord($buffer[1]) & 127;        if ($len === 126)  {
            $masks = substr($buffer, 4, 4);
            $data = substr($buffer, 8);
        } else if ($len === 127)  {
            $masks = substr($buffer, 10, 4);
            $data = substr($buffer, 14);
        } else  {
            $masks = substr($buffer, 2, 4);
            $data = substr($buffer, 6);
        }        for ($index = 0; $index < strlen($data); $index++) {
            $decoded .= $data[$index] ^ $masks[$index % 4];
        }        return $decoded;
    }    /**
     * 发送消息
     * @param string $qid
     * @param string $msg     */
    private function send($qid, $msg)
    {
        $frameMsg = $this->frame($msg);
        socket_write($this->_clients[$qid], $frameMsg, strlen($frameMsg));
        $this->log("{$qid} clinet send: " . $msg);
    }    /**
     * 关闭 socket
     * @param string $qid
     * @param resource $socket     */
    private function close($qid, $socket)
    {
        socket_close($socket);        if (array_key_exists($qid, $this->_clients)) unset($this->_clients[$qid]);
        $this->_redis->del(\lib\Common::getQidKey($qid));
        $this->_redis->del(\lib\Common::getQidLoginKey($qid));
        $this->log("{$qid} clinet close");
    }    /**
     * 日志记录
     * @param string $msg     */
    private function log($msg)
    {
        echo '['. date('Y-m-d H:i:s') .'] ' . $msg . "\n";
    }
}

$server = new QRServer();
$server->run();
登录页面
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>扫码登录 - 测试页面</title>
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <link rel="stylesheet" type="text/css" href="./public/css/main.css">
</head>
<body translate="no">

<p class='box'>
    <p class='box-form'>
        <p class='box-login-tab'></p>
        <p class='box-login-title'>
            <p class='i i-login'></p><h2>登录</h2>
        </p>
        <p class='box-login'>
            <p class='fieldset-body' id='login_form'>
                <button onclick="openLoginInfo();" class='b b-form i i-more' title='Mais Informações'></button>
                <p class='field'>
                    <label for='user'>用户账户</label>
                    <input type='text' id='user' name='user' title='Username' placeholder="请输入用户账户/邮箱地址" />
                </p>
                <p class='field'>
                    <label for='pass'>用户密码</label>
                    <input type='password' id='pass' name='pass' title='Password' placeholder="情输入账户密码" />
                </p>
                <label class='checkbox'>
                    <input type='checkbox' value='TRUE' title='Keep me Signed in' /> 记住我                </label>
                <input type='submit' id='do_login' value='登录' title='登录' />
            </p>
        </p>
    </p>
    <p class='box-info'>
        <p><button onclick="closeLoginInfo();" class='b b-info i i-left' title='Back to Sign In'></button><h3>扫码登录</h3>
        </p>
        <p class='line-wh'></p>
        <p style="position: relative;">
            <input type="hidden" id="qid" value="">
            <p id="qrcode-exp">二维码已失效<br>点击重新获取</p>
            <img id="qrcode" src="" />
        </p>
    </p>
</p>
<script src='./public/js/jquery.min.js'></script>
<script src='./public/js/modernizr.min.js'></script>
<script id="rendered-js">
    $(document).ready(function () {

        restQRCode();
        openLoginInfo();
        $('#qrcode-exp').click(function () {
            restQRCode();
            $(this).hide();
        });
    });    /**
     * 打开二维码     */
    function openLoginInfo() {
        $(document).ready(function () {
            $('.b-form').css("opacity", "0.01");
            $('.box-form').css("left", "-100px");
            $('.box-info').css("right", "-100px");
        });
    }    /**
     * 关闭二维码     */
    function closeLoginInfo() {
        $(document).ready(function () {
            $('.b-form').css("opacity", "1");
            $('.box-form').css("left", "0px");
            $('.box-info').css("right", "-5px");
        });
    }    /**
     * 刷新二维码     */
    var ws, wsTid = null;
    function restQRCode() {

        $.ajax({
            url: 'http://localhost/qrcode/code.php',
            type:'post',
            dataType: "json",            async: false,
            success:function (result) {
                $('#qrcode').attr('src', result.img);
                $('#qid').val(result.qid);
            }
        });        if ("WebSocket" in window) {            if (typeof ws != 'undefined'){
                ws.close();                null != wsTid && window.clearInterval(wsTid);
            }

            ws = new WebSocket("ws://loc.websocket.net?qid=" + $('#qid').val());

            ws.onopen = function() {
                console.log('websocket 已连接上!');
            };

            ws.onmessage = function(e) {                // todo: 本函数做登录处理,登录判断,创建缓存信息!                console.log(e.data);                var result = JSON.parse(e.data);
                console.log(result);
                alert('登录成功:' + result.name);
            };

            ws.onclose = function() {
                console.log('websocket 连接已关闭!');
                $('#qrcode-exp').show();                null != wsTid && window.clearInterval(wsTid);
            };            // 发送心跳
            wsTid = window.setInterval( function () {                if (typeof ws != 'undefined') ws.send('1');
            }, 50000 );

        } else {            // todo: 不支持 WebSocket 的,可以使用 js 轮询处理,这里不作该功能实现!
            alert('您的浏览器不支持 WebSocket!');
        }
    }</script>
</body>
</html>
登录处理

测试使用,模拟登录处理,未做安全认证!!

<?php

require_once dirname(__FILE__) . '/lib/RedisUtile.php';
require_once dirname(__FILE__) . '/lib/Common.php';/**
 * -------  登录逻辑模拟 --------
 * 请根据实际编写登录逻辑并处理安全验证 */$qid = $_GET['qid'];
$uid = $_GET['uid'];

$data = array();switch ($uid)
{    case '1':
        $data['uid']  = 1;
        $data['name'] = '张三';        break;    case '2':
        $data['uid']  = 2;
        $data['name'] = '李四';        break;
}

$data  = json_encode($data);
$redis = \lib\RedisUtile::getInstance();
$redis->setex(\lib\Common::getQidLoginKey($qid), 1800, $data);

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