聊聊二维码登录

序

本文主要来研究一下二维码登录的相关场景和原理。

场景

主要的场景有如下几个：

• app扫二维码登录pc版系统 比如微信web版，在手机端微信登录的前提下，扫二维码确认，自动登录网页版。这里的app可以分为两大类，一个是自有的app，一个是第三方的app。

自己的app自有认证体系，在登录前提下完成pc端的扫描登录。 第三方app扫描登录场景，比如使用手机端的微信APP扫描登录PC端系统，这种情况下，一般是利用微信的oauth体系，服务端完成自有账户体系与微信账号的绑定，然后实现PC端的自动登录

• app扫二维码作为双因素验证 比如微信公众号平台，在账户密码登录PC端的情况下，再使用手机端微信登录的前提下，扫描二维码再次确认，登录网页版
• Secure QR Login (SQRL) 完全使用二维码登录，替代用户密码。这个有SQRL协议及相关实现。

步骤

以下所有的都基于这个前提，就是手机app已经登录，自带有登录的凭证，然后要扫描登录pc端的系统

• 打开pc端显示登录二维码(pc端未登录的前提下) 这个时候请求服务端生成一个登陆二维码 服务端生成二维码，该二维码包含了这个pc端的唯一标识，比如sessionId，或者是新生成一个uuid跟这个sessionId关联
• pc端同时开启轮询(有长连接等其他实现，这里以轮询方式介绍) 获取二维码之后，pc端开启定时轮询，轮询二维码的状态，主要有如下状态：NEW,SCANED,CONFIRMED,REFUSED,EXPIRED
• 手机端扫描二维码 手机端已经登录的情况下，扫描网页二维码，二维码状态变为已扫描，然后手机端跳转到确认页面
• 手机端确认 手机端扫描二维码之后，点击确认，二维码状态变为确认
• pc端跳转成功/二维码过期/拒绝 二维码状态变为确认之后，跳转自动登录，完成PC端登录态建立 如果app端拒绝这次请求，则二维码状态变为被拒绝，不再轮询 如果二维码状态在一定时间没有变化，则显示二维码过期，不再轮询

PC客户端

• 请求登录二维码
• 轮询二维码状态
• 跳到到登陆后的页面

手机客户端

• 扫描登录二维码
• 确认登录

服务端

• 生成登录二维码，绑定二维码与pc客户端
• 处理二维码轮询
• 处理手机端扫描二维码
• 处理手机端确认二维码登录
• 处理pc端自动登录

实现

PC端如何自动登录

这个问题相当于同一个帐号多设备同时登录的问题

在二维码被具有登录态的app端扫描确认之后，PC端如何完成自动登录。有如下几个方案：

• session拷贝 其实就是在原来基于账号密码的登录鉴权逻辑基础上，新增支持无需账号密码的登录。也就相当于绕过了基于用户名密码，内部重新设置了一个登录态 如果是基于session的鉴权，相当于基于原有的一个已经鉴权的session，拷贝信息到另外一个新的session中，在server端关联
• 复用已有token 如果是基于token的鉴权，一种方案就是复用token，让pc端也复用手机app端的token，这样的好处是原来基于token的鉴权逻辑都不用改
• 仿照oauth授权颁发新token 整个过程其实有点像oauth，pc端是client，server端是资源和认证中心，手机端是具有登录态的用户。手机端扫描二维码，然后用户确认授权，server端给pc端颁发token，然后pc端就可以访问server端的资源了。这种就在原来的认证基础上支持另外一类oauth的token校验，貌似有点复杂 另外一个变形是新颁发token，但跟app端的token有个关联映射，最终鉴权的时候还去找原来授权的token去鉴权，这样的好处是原来的token失效，经过它授权的token也失效

二维码过期

一种是基于redis来做过期，一种是使用数据库，但是设置expired time来判断

安全问题

QRLJacking全称Quick Response Code Login Jacking，是session劫持的一种。

原理

具体是怎么劫持的呢，假设攻击者将web登录二维码伪装为公众号二维码，让用户去扫描，用户一不小心点击确认，攻击者的就可以登录用户的web系统，或者利用那个token/session去盗取用户的相关信息或做相关操作。

防范

• 二维码超时机制 二维码增加超时机制之后，会增加攻击者攻击的难度，不过攻击者也可能利用脚本去自动刷新二维码
• 确认机制 二维码扫描一定要有这个确认的页面，明确告知用户要做的操作，假设没有确认这个环节，那么是极其容易上当的。另外，二维码扫描确认之后，再往用户app或手机等发送登录提醒的通知，告知如果不是本人登录的，则建议用户立即修改密码
• Sound-based Authentication 确认阶段改为双边语音确认，而不是简单的用户点击确认按钮。语音是根据用户id、二维码id等加密生成，在app端播放，然后pc端语音识别之后才能完成整个登录过程。这个可以有效防止远程攻击。同样的思路，改语音为one time password也行，增加了确认过程的复杂度，也就增加了攻击的难度。

小结

二维码扫描登录是个挺潮流的功能，这要求既有系统增加改造，也要求针对这种形式的登录带来潜在的攻击进行安全防范。

doc

• SQRL (Secure Quick Reliable Login)
• 扫码登录的安全性分析
• 模拟实现微信扫描二维码登录PC网站
• Web应用多账号系统设计及微信扫码登录实现
• 即时通信系统中如何实现：支持PC端和移动端同时在线（即支持同帐号多设备同时登录）？
• Quick authentication using mobile devices and QR Codes
• OWASP Qrljacking
• QRLJacking：如何劫持快速登陆时使用的二维码
• 微信Netting-QRLJacking分析利用-扫我二维码获取你的账号权限