一、单点登录与CAS的背景价值

1.1 单点登录的迫切需求

在数字化转型背景下，企业往往部署多个业务系统（如OA、ERP、CRM等），用户需在不同系统中重复登录，导致体验割裂、管理成本上升。单点登录（SSO）通过统一认证入口，实现“一次登录、全网通行”，显著提升效率与安全性。据Gartner统计，实施SSO的企业用户平均登录时间减少60%，密码重置请求下降75%。

1.2 CAS的核心优势

CAS作为开源SSO协议，具备三大核心优势：

• 协议标准化：支持CAS 1.0/2.0/3.0及SAML、OAuth2等扩展协议，兼容性广；
• 轻量级部署：基于Java Servlet实现，可嵌入Tomcat/Jetty等容器，资源占用低；
• 安全可控：采用Ticket机制（TGT/ST）隔离认证与授权，支持HTTPS、多因素认证。

二、CAS单点登录技术架构解析

2.1 CAS核心组件

CAS架构包含三部分：

• CAS Server：认证中心，负责用户身份核验与Ticket发放；
• CAS Client：集成在业务系统中的库（如Java、PHP、.NET），验证Ticket并建立会话；
• Browser：用户代理，传递认证请求与响应。

图1：CAS三端交互流程

2.2 认证流程详解

以CAS 3.0为例，典型流程如下：

1. 用户访问业务系统：访问https://app.example.com，系统检测无会话后重定向至CAS Server；
2. CAS Server认证：用户输入凭证，验证通过后生成TGT（Ticket Granting Ticket）并存储于Server，返回ST（Service Ticket）至客户端；
3. 业务系统验证ST：app.example.com通过后端调用验证ST有效性，建立本地会话；
4. 单点登出：用户退出时，CAS Server销毁TGT并通知所有已登录系统清除会话。

// CAS Client验证ST示例（Spring Security集成）
@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
            .antMatchers("/login**").permitAll()
            .anyRequest().authenticated()
            .and()
            .addFilter(casAuthenticationFilter())
            .addFilterBefore(casValidationFilter(), CasAuthenticationFilter.class);
    }
    private Filter casAuthenticationFilter() {
        CasAuthenticationFilter filter = new CasAuthenticationFilter();
        filter.setAuthenticationManager(authenticationManager());
        filter.setFilterProcessesUrl("/login/cas");
        return filter;
    }
}

三、实践部署：从零搭建CAS SSO系统

3.1 环境准备

• 硬件：建议2核4G以上服务器（生产环境需高可用集群）；
• 软件：JDK 1.8+、Tomcat 9.0+、MySQL 5.7+（存储用户数据）；
• 网络：开放80/443端口，配置DNS解析至CAS Server域名。

3.2 CAS Server部署

1. 下载与配置：

   • 从Apereo CAS官网下载cas-server-webapp；

   • 修改application.properties：

     # 数据库配置
     spring.datasource.url=jdbc//localhost:3306/cas?useSSL=false
     spring.datasource.username=cas_user
     spring.datasource.password=SecurePassword123!
     # HTTPS配置
     server.ssl.key-store=classpath:thekeystore.p12
     server.ssl.key-store-password=changeit

2. 用户存储集成：

   • JDBC认证：通过JdbcTicketRegistry连接MySQL，需创建users表（字段：username, password, email）；
   • LDAP集成：适用于企业AD目录，配置ldap.url=ldap://ad.example.com:389。

3. 启动与测试：

   • 打包为WAR部署至Tomcat，访问https://cas.example.com/login；
   • 使用默认账号casuser/Mellon登录，验证TGT生成。

3.3 业务系统集成

以Spring Boot应用为例：

1. 添加依赖：

   <dependency>
       <groupId>org.jasig.cas.client</groupId>
       <artifactId>cas-client-core</artifactId>
       <version>3.6.4</version>
   </dependency>

2. 配置web.xml：

   <filter>
       <filter-name>CAS Authentication Filter</filter-name>
       <filter-class>org.jasig.cas.client.authentication.AuthenticationFilter</filter-class>
       <init-param>
           <param-name>casServerLoginUrl</param-name>
           <param-value>https://cas.example.com/login</param-value>
       </init-param>
       <init-param>
           <param-name>serverName</param-name>
           <param-value>https://app.example.com</param-value>
       </init-param>
   </filter>

3. 会话管理：

   • 使用SingleSignOutFilter监听登出事件，清除本地Session。

四、安全加固与性能优化

4.1 安全防护措施

• HTTPS强制：禁用HTTP，配置HSTS头；
• CSRF防护：在CAS Client中启用Spring Security CSRF；
• Ticket加密：在application.properties中配置：

  cas.authn.ticketRegistry.crypto.encryption.key=AES128KeyHere
  cas.authn.ticketRegistry.crypto.signing.key=RSA2048KeyHere

4.2 高性能优化

• 缓存Ticket：集成Redis替代默认内存存储，配置cas.ticket.registry.redis.host=localhost；
• 集群部署：多节点共享Ticket数据，通过Nginx负载均衡；
• 异步验证：启用cas.authn.accept.async=true减少阻塞。

五、常见问题与解决方案

5.1 跨域问题

现象：业务系统与CAS Server域名不同，导致Cookie无法共享。
解决：

• 在CAS Server配置cas.server.name=https://cas.example.com；
• 业务系统设置sameSite=None; Secure属性。

5.2 证书配置错误

现象：访问CAS时提示“NET::ERR_CERT_AUTHORITY_INVALID”。
解决：

• 使用正规CA签发证书（如Let’s Encrypt）；
• 自签名证书需导入至JVM信任库：

  keytool -import -alias cas -file cas.crt -keystore $JAVA_HOME/lib/security/cacerts

六、总结与展望

基于CAS的单点登录系统通过标准化协议与灵活扩展性，成为企业级认证的首选方案。实践表明，合理配置CAS Server、集成安全存储、优化性能参数，可构建高可用、低延迟的SSO体系。未来，随着零信任架构的普及，CAS可进一步融合OAuth2、OIDC等协议，支持更细粒度的访问控制。

行动建议：

1. 优先在测试环境部署CAS，验证与现有系统的兼容性；
2. 定期审计Ticket生命周期，防范会话固定攻击；
3. 关注Apereo CAS GitHub获取最新版本与安全补丁。