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tags: [sso, cas, auth]
create time: 2026-07-13 10:03
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# CAS 协议

## 概述

2000 年，耶鲁大学面临一个问题：校园里有图书馆系统、邮件系统、选课系统、成绩查询……每个系统都要单独登录。教授们抱怨「我记不住这么多密码」。

于是耶鲁开发了 **CAS（Central Authentication Service，中央认证服务）**——一个极简的 SSO 协议。核心思路只有一句话：**用户在统一的登录页登录，拿到一张「一次性票据」，拿着票据去各个系统换通行证**。

> [!info] 类比：游乐园的手环
> 你在游乐园门口买票（登录），工作人员给你戴上一条手环（TGT）。之后你去每个游乐设施（SP），出示手环，工作人员给你一张一次性小票（ST），验证通过后就能玩。手环是你的**登录凭证**，小票是每个设施的**访问凭证**。
>
> CAS 协议就是这个流程的标准化描述。

**当前版本**：CAS Protocol 3.0（2016 年发布，增加了属性释放能力）。

## 核心流程

```mermaid
sequenceDiagram
    participant U as 用户 (浏览器)
    participant App as 业务应用 (SP)
    participant CAS as CAS Server (IdP)

    U->>App: 1. 访问受保护页面
    App->>U: 2. 「你还没登录」<br/>302 重定向到 CAS Server
    Note right of App: URL: /login?service=https://app.example.com
    U->>CAS: 3. 浏览器跳到 CAS 登录页
    CAS->>U: 4. 展示登录表单
    U->>CAS: 5. 输入账号密码
    CAS->>CAS: 6. 验证凭证，生成 Service Ticket (ST)
    CAS->>U: 7. 302 跳回业务应用，URL 带上 ST
    Note left of CAS: Location: https://app.example.com?ticket=ST-12345-xxxxx
    U->>App: 8. 浏览器跳回应用，ST 在 URL 里
    App->>CAS: 9. 应用后端拿着 ST 去 CAS 验证
    Note right of App: GET /p3/serviceValidate?ticket=ST-xxx&service=...
    CAS-->>App: 10. 返回用户信息（XML 格式）
    App-->>U: 11. 验证通过，建立本地 Session，登录成功
```

**关键设计**：
- 步骤 7 的 `service` 参数告诉 CAS「验证完后跳回哪里」
- 步骤 9 是**后端直连** CAS，不经过浏览器——ST 不会暴露给用户
- ST 是**一次性的**，验证一次就失效，有效期通常 < 10 秒

## Ticket 类型

CAS 用 Ticket（票据）机制管理认证状态。有两种你必须理解：

### 核心 Ticket

| Ticket | 全称 | 一句话解释 | 生命周期 |
|--------|------|-----------|----------|
| **TGT** | Ticket Granting Ticket | **登录凭证**。用户在 CAS 登录成功后获得，相当于「游乐园手环」 | 用户会话级，存在 CAS Server 端 |
| **ST** | Service Ticket | **访问凭证**。每个 SP 访问时临时生成，相当于「游乐设施的小票」 | 一次性，验证即毁，有效期 < 10 秒 |

### 高级 Ticket（代理场景，大多数情况用不到）

| Ticket | 说明 |
|--------|------|
| **PT** | Proxy Ticket，SP 代替用户去访问另一个 SP 时使用 |
| **PGT** | Proxy Granting Ticket，用于获取 PT 的凭证 |
| **PGTIOU** | PGT 和 ST 之间的关联标识 |

> [!tip] 不需要全部理解
> 如果你的场景只是「用户登录 → 访问业务系统」，**只需要理解 TGT 和 ST**。Proxy 系列 Ticket 是为链式代理认证设计的，90% 的接入方用不到。

### Ticket 流转图

```mermaid
graph TD
    A[用户在 CAS Server 登录] -->|成功| B[CAS Server 颁发 TGT]
    B -->|TGT 以 Cookie 形式<br/>存在 CAS 域名下| C[用户浏览器持有 TGT Cookie]
    C -->|用户访问 SP 1| D[CAS 生成 ST-1]
    C -->|用户访问 SP 2| E[CAS 生成 ST-2]
    D -->|SP 1 后端验证 ST-1| F[SP 1 建立本地 Session]
    E -->|SP 2 后端验证 ST-2| G[SP 2 建立本地 Session]
```

**TGT vs ST 的关系**：TGT 是「总的登录状态」（在 CAS Server 端），ST 是「给某个 SP 的一次性凭证」。用户登录一次获得一个 TGT，之后访问每个 SP 都会从 TGT 派生出一个新的 ST。

## CAS 2.0 vs 3.0

| 版本 | 区别 |
|------|------|
| CAS 2.0 | `/serviceValidate` 端点，只返回用户名 |
| CAS 3.0 | `/p3/serviceValidate` 端点，除了用户名还返回用户属性（邮箱、角色等） |

**CAS 3.0 响应示例：**

```xml
<cas:serviceResponse>
  <cas:authenticationSuccess>
    <cas:user>zhangsan</cas:user>              <!-- 用户名 -->
    <cas:attributes>
      <cas:email>zhangsan@example.com</cas:email>       <!-- 邮箱 -->
      <cas:displayName>张三</cas:displayName>             <!-- 显示名 -->
      <cas:department>engineering</cas:department>        <!-- 部门 -->
    </cas:attributes>
  </cas:authenticationSuccess>
</cas:serviceResponse>
```

> 接入时优先使用 CAS 3.0（`/p3/serviceValidate`），能拿到更多用户信息。

## Go 接入示例

CAS 接入的核心逻辑：拦截请求 → 重定向登录 → 验证 Ticket → 建立 Session。

```go
const (
    casServerURL = "https://cas.example.com"
    serviceURL   = "https://app.example.com"
)

// CASMiddleware 拦截所有请求，未登录则重定向到 CAS
func CASMiddleware(next http.Handler) http.Handler {
    return http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        // 1. 已经登录过（本地 Session 存在）→ 直接放行
        session, _ := store.Get(r, "session")
        if user, ok := session.Values["user"].(string); ok && user != "" {
            next.ServeHTTP(w, r)
            return
        }

        // 2. 检查 URL 中是否有 Ticket
        ticket := r.URL.Query().Get("ticket")
        if ticket == "" {
            // 没有 Ticket → 重定向到 CAS 登录页
            // service 参数告诉 CAS 登录完成后跳回哪里
            loginURL := fmt.Sprintf("%s/login?service=%s",
                casServerURL,
                url.QueryEscape(serviceURL+r.URL.Path),
            )
            http.Redirect(w, r, loginURL, http.StatusFound)
            return
        }

        // 3. 有 Ticket → 后端去 CAS 验证（这一步是后端直连，不经过浏览器）
        validateURL := fmt.Sprintf(
            "%s/p3/serviceValidate?ticket=%s&service=%s",
            casServerURL,
            ticket,
            url.QueryEscape(serviceURL+r.URL.Path),
        )
        resp, err := http.Get(validateURL)
        if err != nil {
            http.Error(w, "CAS validation failed", http.StatusBadGateway)
            return
        }
        defer resp.Body.Close()

        // 4. 解析 CAS 返回的 XML，提取用户名
        body, _ := io.ReadAll(resp.Body)
        // 简化的 XML 解析（生产环境建议用 encoding/xml）
        var result struct {
            AuthenticationSuccess struct {
                User string `xml:"user"`
            } `xml:"authenticationSuccess"`
        }
        if err := xml.Unmarshal(body, &result); err != nil ||
            result.AuthenticationSuccess.User == "" {
            http.Error(w, "CAS authentication failed", http.StatusUnauthorized)
            return
        }

        // 5. 建立本地 Session（之后就不用每次都去 CAS 验证了）
        session.Values["user"] = result.AuthenticationSuccess.User
        session.Save(r, w)

        // 6. 重定向到去掉 ticket 参数的原始 URL
        //    这样用户刷新页面不会重复验证 Ticket（Ticket 已经失效了）
        cleanURL := r.URL.Path
        if r.URL.RawQuery != "" {
            // 保留非 ticket 的查询参数
            q := r.URL.Query()
            q.Del("ticket")
            if encoded := q.Encode(); encoded != "" {
                cleanURL += "?" + encoded
            }
        }
        http.Redirect(w, r, cleanURL, http.StatusFound)
    })
}
```

## 常见陷阱与最佳实践

### Ticket 不能重复验证

Service Ticket 验证一次就失效了。如果用户点完登录后按了 F5 刷新页面，URL 里的 ST 已经用过了，再去验证会失败。

**解决**：步骤 6 中重定向到去掉 ticket 参数的 URL。用户刷新时 URL 里没有 ticket，走的是本地 Session（步骤 1），不会重复验证。

### service 参数必须严格匹配

CAS Server 会校验 `service` 参数是否在预注册的白名单中。不要把用户可控的内容拼到 `service` 参数里。

### 必须用 HTTPS

CAS 的 Ticket 是通过 URL 传递的（`?ticket=ST-xxx`）。如果用 HTTP，网络上的任何人都能看到 Ticket 并冒充用户。**CAS 必须全程 HTTPS。**

### 登出的局限性

CAS 的 `/logout` 端点会清除 TGT（CAS Server 端的登录态），但它没法直接清除各个 SP 的本地 Session。

CAS 通过两种方式通知 SP：
- **Front-channel（前台通知）**：浏览器跳转到各个 SP 的登出 URL（通过 iframe 或重定向）
- **Back-channel（后台通知）**：CAS Server 直接调用 SP 的登出接口（服务器对服务器）

实际部署中，很多 SP 不实现登出回调。**务实的做法**：先清除本地 Session，CAS 端的 TGT 也清除，用户下次访问任何 SP 都会重新走登录流程。

### TGT 过期后的体验

TGT 通常有较长的有效期（几小时到几天，取决于配置）。TGT 过期后，用户访问 SP 时会被重定向到 CAS 登录页重新输入密码。如果 CAS Server 配置了「记住我」功能，可能只需要重新点击确认而不需要输入密码。

> [!tip] 现代 CAS Server 的进化
> Apereo CAS Server 6.x+ 已经不只是一个 CAS 协议服务器了。它同时支持 **CAS / OIDC / SAML** 协议，可以作为统一身份网关——新系统用 OIDC 接入，老系统用 CAS 接入，一套 CAS Server 全搞定。如果你需要开源自建 SSO 平台，Apereo CAS 值得考虑。