一文搞懂主流的掃碼登錄技術原理
1、引言
掃碼登錄這個功能，最早應該是微信的PC端開始搞，雖然有點反人類的功能（不掃碼也沒別的方式登錄），但不得不說還是很酷的。
下面這張圖，不管是IM開發者還是普通用戶，應該很熟悉：
于是，搞IM產品的老板和產品經理們，從此又多了一個要拋給程序員們的需求——“為什么微信有掃一掃登錄，而我們的沒有？”。
好吧，每次只要是微信有的功能，IM程序員們想甩鍋，難度就有點大了，畢竟老板們都都會想當然認為，微信有的“我”的IM產品里也得有。
既然無法回避，那就只能老老實實搞懂技術原理，然后自已使勁擼吧。
本文將簡要的介紹掃碼登錄功能的技術實現邏輯，并實際結合淘寶、微信的掃碼登錄功能，學習和研究大廠主流應用的技術實現思路。
2、基本技術原理
2.1 掃碼登錄功能到底是什么樣的？
首先介紹下什么是掃碼登錄?，F在大部分同學手機上都裝有微信、qq和淘寶這一類的軟件。而這些app都有他們相對應的網頁端。為了讓用戶在使用他們的網頁時登錄更加方便和安全，使用手機掃一掃就可以登錄的服務，就顯得自然而然了。
幾個主流大廠應用掃碼登錄時的界面效果如下：
有很多小伙伴可能會感到很神奇，網頁上只是顯示了個二維碼，它怎么就知道是哪個手機掃到了二維碼，并且進行登錄的呢？而且，登錄完成以后，還能直接把用戶信息顯示給用戶，真的是很神奇啊。
2.2 掃碼登錄功能的完整技術邏輯
1）網頁端與服務器的配合邏輯：
接下來就是對于這個服務的詳細實現。
首先用戶打開網站的登錄頁面的時候，向瀏覽器的服務器發送獲取登錄二維碼的請求。服務器收到請求后，隨機生成一個uuid，將這個id作為key值存入redis服務器，同時設置一個過期時間，再過期后，用戶登錄二維碼需要進行刷新重新獲取。
同時，將這個key值和本公司的驗證字符串合在一起，通過二維碼生成接口，生成一個二維碼的圖片（二維碼生成，網上有很多現成的接口和源碼，這里不再介紹）。然后，將二維碼圖片和uuid一起返回給用戶瀏覽器。
瀏覽器拿到二維碼和uuid后，會每隔一秒向瀏覽器發送一次，登錄是否成功的請求。請求中攜帶有uuid作為當前頁面的標識符。這里有的同學就會奇怪了，服務器只存了個uuid在redis中作為key值，怎么會有用戶的id信息呢？
這里確實會有用戶的id信息，這個id信息是由手機服務器存入redis中的。具體請繼續閱讀“手機端與服務器的配合邏輯”。
2）手機端與服務器的配合邏輯：
話說，瀏覽器拿到二維碼后，將二維碼展示到網頁上，并給用戶一個提示：請掏出您的手機，打開掃一掃進行登錄。
用戶拿出手機掃描二維碼，就可以得到一個驗證信息和一個uuid（掃描二維碼獲取字符串的功能在網上同樣有很多demo，這里就不詳細介紹了）。
由于手機端已經進行過了登錄，在訪問手機端的服務器的時候，參數中都會攜帶一個用戶的token，手機端服務器可以從中解析到用戶的userId（這里從token中取值而不是手機端直接傳userid是為了安全，直接傳userid可能會被截獲和修改，token是加密的，被修改的風險會小很多）。手機端將解析到的數據和用戶token一起作為參數，向服務器發送驗證登錄請求（這里的服務器是手機服務器，手機端的服務器跟網頁端服務器不是同一臺服務器）。
服務器收到請求后，首先對比參數中的驗證信息，確定是否為用戶登錄請求接口。如果是，返回一個確認信息給手機端。
手機端收到返回后，將登錄確認框顯示給用戶（防止用戶誤操作，同時使登錄更加人性化）。用戶確認是進行的登錄操作后，手機再次發送請求。服務器拿到uuId和userId后，將用戶的userid作為value值存入redis中以uuid作為key的鍵值對中。
3）登錄成功時的邏輯：
然后，瀏覽器再次發送請求的時候，瀏覽器端的服務器就可以得到一個用戶Id，并調用登錄的方法，生成一個瀏覽器端的token，再瀏覽器再次發送請求的時候，將用戶信息返回給瀏覽器，登錄成功。這里存儲用戶id而不是直接存儲用戶信息是因為，手機端的用戶信息，不一定是和瀏覽器端的用戶信息完全一致。
4）詳細的技術原理總結如下圖所示：
3、淘寶的掃碼登錄技術實現
本節我們以淘寶的掃碼登錄為例，來實際研究分析一下淘寶的掃碼登錄實現邏輯。
登錄界面 https://login.taobao.com/member/login.jhtml 傳回來的參數為：
然后請求(GET)報文是這樣的:
- https://qrlogin.taobao.com/qrcodelogin/qrcodeLoginCheck.do?
- lgToken=2c3b4d53ef0513787bf4ce711ea5ba53&defaulturl=&_ksTS=1540106757739_2804&callback=jsonp2805
關鍵的就是lgToken，是網頁的唯一ID，當打開了二維碼登錄的時候，網頁在輪詢(應該是長輪詢long polling)調用接口去請求服務器。擴展：徹底理解cookie，session，token
如果沒有掃碼，返回的為：
如果掃了的話則會返回：
- {
- "code": "10001",
- "message": "mobile scan QRCode success",
- "success": true
- }
長時間沒有掃碼的話，網頁端會停止輪詢，二維碼失效！
當手機端確認登錄后，接口返回的是：
- {
- "code": "10006",
- "success": true,
- "url": "https://login.taobao.com/member/loginByIm.do?uid=cntaobaoxxx&token=ff82fc0d1d395a33d3b38ec5a4981336&time=1530179143250&asker=qrcodelogin&ask_version=1.0.0&defaulturl=https://www.taobao.com&webpas=0b7aed2d43f01825183e4a49c6cae47d1479929926"
- }
表示登錄成功，當然手機端與服務端在點擊"確認登錄"之間的交互可能就是這樣：網頁端生成的lgToken去請求服務端，服務端記住了這個lgToken并認為登錄了，當網頁端再次輪詢請求接口時，就返回真正的登錄態Token，網頁端此時就可以憑著這個Token來登錄了。
詳細的技術邏輯如下圖所示：
4、微信的掃碼登錄技術實現
4.1 技術原理流程圖
微信的網頁版訪問地址是：https://wx.qq.com/，有興趣也可以自行深入研究。
4.2 實際的技術實現邏輯
1）獲取唯一的uuid, 以及包含uid信息的二維碼：
- // 獲取uuid
- getUUID: function() {
- vare = t.defer();
- returnwindow.QRLogin = {},
- $.ajax({
- url: i.API_jsLogin,
- dataType: "script"
- }).done(function() {
- 200 == window.QRLogin.code ? e.resolve(window.QRLogin.uuid) : e.reject(window.QRLogin.code)
- }).fail(function() {
- e.reject()
- }),
- e.promise
- }
2）瀏覽器輪詢服務器，獲取掃碼狀態：
- // 查看掃碼狀態
- checkLogin: function(e, a) {
- varn = t.defer()
- , aa = a || 0;
- returnwindow.code = 0,
- window.checkLoginPromise = $.ajax({
- url: i.API_login + "?loginicon=true&uuid="+ e + "&tip="+ a + "&r="+ ~newDate,
- dataType: "script",
- timeout: 35e3
- }).done(function() {
- newRegExp("/"+ location.host + "/");
- if(window.redirect_uri && window.redirect_uri.indexOf("/"+ location.host + "/") < 0)
- returnvoid (location.href = window.redirect_uri);
- vare = {
- code: window.code,
- redirect_uri: window.redirect_uri,
- userAvatar: window.userAvatar
- };
- n.resolve(e)
- }).fail(function() {
- n.reject()
- }),
- n.promise
- }
3）根據服務器返回的掃碼狀態，進行相應的操作：
408 掃碼超時：如果手機沒有掃碼或沒有授權登錄，服務器會阻塞約25s，然后返回狀態碼 408 -> 前端繼續輪詢
400 二維碼失效：大約5分鐘的時間內不掃碼，二維碼失效
201 已掃碼：如果手機已經掃碼，服務器立即返回狀態碼和用戶的基本信息 （window.code=201,window.code.userAvator="…"），-> 前端繼續輪詢
200 已授權：如果手機點擊了確認登錄，服務器返回200及token -> 前端停止輪詢, 獲取到token，重定向到目標頁
具體的代碼示例如下：
- // 根據服務器返回的掃碼狀態，進行相應的操作
- functiono(c) {
- switch(c.code) {
- case200:
- t.newLoginPage(c.redirect_uri).then(function(t) {
- varo = t.match(/<ret>(.*)<\/ret>/)
- , r = t.match(/<script>(.*)<\/script>/)
- , c = t.match(/<skey>(.*)<\/skey>/)
- , s = t.match(/<wxsid>(.*)<\/wxsid>/)
- , l = t.match(/<wxuin>(.*)<\/wxuin>/)
- , d = t.match(/<pass_ticket>(.*)<\/pass_ticket>/)
- , f = t.match(/<message>(.*)<\/message>/)
- , u = t.match(/<redirecturl>(.*)<\/redirecturl>/);
- returnu ? void (window.location.href = u[1]) : o && "0"!= o[1] ? (alert(f && f[1] || "登錄失敗"),
- i.report(i.AUTH_FAIL_COUNT, 1),
- void location.reload()) : (e.$emit("newLoginPage", {
- Ret: o && o[1],
- SKey: c && c[1],
- Sid: s && s[1],
- Uin: l && l[1],
- Passticket: d && d[1],
- Code: r
- }),
- void (a.getCookie("webwx_data_ticket") || n.report(n.ReportType.cookieError, {
- text: "webwx_data_ticket 票據丟失",
- cookie: document.cookie
- })))
- });
- break;
- case201:
- e.isScan = !0,
- n.report(n.ReportType.timing, {
- timing: {
- scan: Date.now()
- }
- }),
- t.checkLogin(e.uuid).then(o, function(t) {
- !t && window.checkLoginPromise && (e.isBrokenNetwork = !0)
- });
- break;
- case408:
- t.checkLogin(e.uuid).then(o, function(t) {
- !t && window.checkLoginPromise && (e.isBrokenNetwork = !0)
- });
- break;
- case400:
- case500:
- case0:
- vars = a.getCookie("refreshTimes") || 0;
- s < 5 ? (s++,
- a.setCookie("refreshTimes", s, .5),
- document.location.reload()) : e.isNeedRefresh = !0;
- break;
- case202:
- e.isScan = !1,
- e.isAssociationLogin = !1,
- a.setCookie("login_frequency", 0, 2),
- window.checkLoginPromise && (window.checkLoginPromise.abort(),
- window.checkLoginPromise = null),
- r()
- }
- e.code = c.code,
- e.userAvatar = c.userAvatar,
- a.log("get code", c.code)
- }
4.3 小結
微信網頁端掃碼登錄時，輪詢的數據返回采用的是JSONP的形式，這是為了解決跨域問題。如對JSONP不了解的，可以參考：
http://www.52im.net/thread-1038-1-1.html
微信網頁端掃碼登錄時，輪詢采用了后臺根據掃碼情況阻塞前臺請求，優化輪詢及減少前端的無效輪詢。這種技術，請詳見：
http://www.52im.net/thread-338-1-1.html
5、本文小結
掃碼登錄這個功能，現在已經不只出現有IM應用里，各種帶有移動端的線上網站也都有了這個功能，所以本文中介紹的技術原理并不局限于只用于實現IM應用中的掃碼登錄。
另外，為了方便抓取真實的數據進行分析研究，本文中的PC端案例分析是針對的是網頁端，但實際上如果你的PC端是富客戶端（也就是.exe、.dmg這樣的安裝版），原理也是一樣的，而且還不需要考慮瀏覽器里的跨域問題等。
閱讀本文時，可能涉及到傳統的Web端即時通訊技術（為了掃碼登錄的實時性），比如長輪詢等，如果您對這些技術還不太了解的話，可以系統學習一下即時通訊網整理的有關Web端即時通訊方面的資料。
