CAS服务器如何配置数据库实现用户认证登录？

在构建企业级单点登录（SSO）解决方案时，Central Authentication Service (CAS) 凭借其强大的功能和灵活性成为了众多组织的首选，默认情况下，CAS 可能使用简单的文件或内存存储来管理用户和服务，但在生产环境中，将这些信息持久化到数据库中是确保可扩展性、可维护性和安全性的关键步骤，本文将深入探讨如何将 CAS 服务器与数据库进行集成，以实现用户认证、服务注册等核心功能的数据驱动管理。

核心概念与准备工作

将 CAS 配置为使用数据库，本质上是通过 JDBC (Java Database Connectivity) 协议与关系型数据库（如 MySQL, PostgreSQL, Oracle 等）进行交互，CAS 服务器在接收到认证请求时，会执行预先配置好的 SQL 查询,从数据库中验证用户的凭据。

在开始配置之前,请确保已完成以下准备工作：

1. 一个可运行的 CAS 服务器：推荐使用 CAS Overlay 的方式来部署和管理您的 CAS 服务器,这便于自定义配置和依赖。
2. 一个数据库实例：确保您有一个可访问的数据库服务器，并已创建了用于存储 CAS 相关数据的数据库。
3. 数据库用户表：您需要在数据库中创建一个用于认证的用户表，一个典型的用户表结构可能包含 id, username, password, email, enabled 等字段。password 字段强烈建议存储哈希和加盐后的值,而非明文密码。
4. 数据库驱动程序：根据您使用的数据库类型（如 MySQL 的 mysql-connector-java），您需要获取相应的 JDBC 驱动 JAR 包。

配置步骤详解

整个配置过程主要围绕修改 CAS 项目的构建文件和配置属性文件展开。

第一步：添加依赖

您需要在 CAS Overlay 项目的 build.gradle (或 pom.xml) 文件中添加数据库驱动和 CAS JDBC 支持模块的依赖，以 Gradle 为例：

dependencies {
    // 根据您的数据库类型添加对应驱动，此处以 MySQL 为例
    implementation "mysql:mysql-connector-java:${mysqlDriverVersion}"
    // CAS 核心的 JDBC 认证支持
    implementation "org.apereo.cas:cas-server-support-jdbc:${casServerVersion}"
}

添加依赖后，重新构建您的 CAS 项目,以确保新的库被正确加载到类路径中。

第二步：配置数据库连接

在 etc/cas/config 目录下的 application.properties（或 application.yml）文件中，配置数据库连接信息,这是整个配置的核心。

# 数据库连接配置
cas.authn.jdbc.query[0].driver-class=com.mysql.cj.jdbc.Driver
cas.authn.jdbc.query[0].url=jdbc:mysql://your-database-host:3306/cas_db?useSSL=false&serverTimezone=UTC
cas.authn.jdbc.query[0].user=cas_user
cas.authn.jdbc.query[0].password=your_secure_password
# SQL 查询语句，用于根据用户名查找用户信息
cas.authn.jdbc.query[0].sql=SELECT * FROM cas_users WHERE username=?
# 密码字段名
cas.authn.jdbc.query[0].field-password=password
# 账户过期字段名（可选）
cas.authn.jdbc.query[0].field-expired=expired
# 账户锁定字段名（可选）
cas.authn.jdbc.query[0].field-locked=locked
# 账户启用/禁用字段名（可选）
cas.authn.jdbc.query[0].field-enabled=enabled

这里的 sql 属性定义了查询逻辑， 是一个占位符，CAS 会自动将其替换为用户提交的用户名。

第三步：配置密码编码器

为了安全起见，绝不能在数据库中存储明文密码，您必须配置一个密码编码器来匹配数据库中存储的密码哈希算法，CAS 支持多种现代加密算法，如 BCrypt、SCrypt 和 PBKDF2。

# 配置密码编码器，此处以 BCrypt 为例
cas.authn.jdbc.query[0].password-encoder.type=BCRYPT
# 如果您的密码使用了盐值，可以配置盐值字段
# cas.authn.jdbc.query[0].password-encoder.salt-field=salt

选择一个强大的编码器是保护用户凭证安全的第一道防线。BCrypt 是目前广泛推荐的选择，因为它内置了盐值处理并且计算成本可调,能有效抵御彩虹表攻击。

高级配置与最佳实践

除了基础的认证配置，还有一些高级设置和最佳实践可以帮助您构建一个更加健壮和安全的 CAS 系统。

连接池优化

在生产环境中，为数据库连接配置连接池（如 HikariCP）是必不可少的，它可以显著提高性能，避免频繁地创建和销毁数据库连接，CAS 默认集成了 HikariCP,您只需进行简单配置即可启用。

# 启用连接池
cas.authn.jdbc.query[0].pool.enabled=true
# 最大连接池大小
cas.authn.jdbc.query[0].pool.maximum-pool-size=10
# 最小空闲连接数
cas.authn.jdbc.query[0].pool.minimum-idle=5

下表小编总结了不同场景下的关键配置考量：

服务注册表数据库化

不仅用户认证，CAS 的服务注册表（即定义哪些应用可以接入 CAS）也可以存储在数据库中，这使得服务的动态管理（如新增、禁用应用）无需重启 CAS 服务器即可生效，极大地提升了运维效率，这需要添加 cas-server-support-jpa-service-registry 依赖并进行相应的 JPA 配置。

故障排查

在配置过程中，如果遇到问题，首先应检查 CAS 服务器的日志文件（通常位于 logs/cas.log）,日志中通常会包含详细的错误信息，

• ClassNotFoundException：检查数据库驱动 JAR 是否已正确添加到类路径。
• SQLException：检查数据库 URL、用户名、密码是否正确,以及数据库服务是否可达。
• 认证失败：检查 SQL 查询语句是否正确,密码编码器配置是否与数据库中的密码格式匹配。

相关问答FAQs

问题1：除了用户认证，数据库还能用于CAS的哪些方面？

解答： 数据库在 CAS 生态系统中的应用远不止用户认证，它可以用作服务注册表，将允许接入 SSO 的所有应用程序的配置信息（如服务ID、回调URL、属性释放策略等）存储在数据库中，这使得服务管理变得动态化和集中化，可以通过数据库直接添加或修改服务，而无需重启 CAS 服务器，数据库还可以用作票证注册表，将 CAS 生成的 TGT（Ticket Granting Ticket）和 ST（Service Ticket）等票证信息持久化，这对于构建高可用的 CAS 集群至关重要，因为多个 CAS 节点可以共享同一个票证存储，从而实现会话的同步和故障转移，一些扩展功能，如主题管理、设备指纹等,也可以利用数据库进行数据存储。

问题2：如何确保数据库连接和密码存储的安全性？

解答： 确保 CAS 与数据库交互的安全性是一个多层次的任务，在密码存储方面，必须使用强单向哈希算法，如 BCrypt、SCrypt 或 PBKDF2，并避免使用过时的 MD5 或 SHA1，这些现代算法自带盐值处理，能有效防止彩虹表攻击，在数据库连接层面，应启用 SSL/TLS 加密，确保 CAS 服务器与数据库之间的数据传输是加密的，防止中间人攻击，数据库的访问凭证（用户名和密码）不应以明文形式硬编码在 application.properties 文件中，最佳实践是使用环境变量、配置中心（如 Spring Cloud Config）或专业的密钥管理服务（如 HashiCorp Vault）来注入这些敏感信息，遵循最小权限原则，为 CAS 配置的数据库用户只授予必要的读写权限（只对用户表和服务表有 SELECT 权限）,以减小潜在的安全风险。