本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自：大古同學(xué)，https://juejin.cn/post/6940976355097985032

在日常生活中，二維碼出現(xiàn)在很多場景，比如超市支付、系統(tǒng)登錄、應(yīng)用下載等等。了解二維碼的原理，可以為技術(shù)人員在技術(shù)選型時提供新的思路。對于非技術(shù)人員呢，除了解惑，還可以引導(dǎo)他更好地辨別生活中遇到的各種二維碼，防止上當(dāng)受騙。

二維碼，大家再熟悉不過了

購物掃個碼，吃飯掃個碼，坐公交也掃個碼

在掃碼的過程中，大家可能會有疑問：這二維碼安全嗎？會不會泄漏我的個人信息？更深度的用戶還會考慮：我的系統(tǒng)是不是也可以搞一個二維碼來推廣呢？

這時候就需要了解一下二維碼背后的技術(shù)和邏輯了！

二維碼最常用的場景之一就是通過手機端應(yīng)用掃描PC或者WEB端的二維碼，來登錄同一個系統(tǒng)。比如手機微信掃碼登錄PC端微信，手機淘寶掃碼登錄PC端淘寶。那么就讓我們來看一下，二維碼登錄是怎么操作的！

二維碼登錄的本質(zhì)

二維碼登錄本質(zhì)上也是一種登錄認(rèn)證方式。既然是登錄認(rèn)證，要做的也就兩件事情！

1. 告訴系統(tǒng)我是誰
2. 向系統(tǒng)證明我是誰

比如賬號密碼登錄，賬號就是告訴系統(tǒng)我是誰， 密碼就是向系統(tǒng)證明我是誰; 比如手機驗證碼登錄，手機號就是告訴系統(tǒng)我是誰，驗證碼就是向系統(tǒng)證明我是誰;

那么掃碼登錄是怎么做到這兩件事情的呢？我們一起來考慮一下

手機端應(yīng)用掃PC端二維碼，手機端確認(rèn)后，賬號就在PC端登錄成功了！這里，PC端登錄的賬號肯定與手機端是同一個賬號。不可能手機端登錄的是賬號A，而掃碼登錄以后，PC端登錄的是賬號B。

所以，第一件事情，告訴系統(tǒng)我是誰，是比較清楚的！

通過掃描二維碼，把手機端的賬號信息傳遞到PC端，至于是怎么傳的，我們后面再說

第二件事情，向系統(tǒng)證明我是誰。掃碼登錄過程中，用戶并沒有去輸入密碼，也沒有輸入驗證碼，或者其他什么碼。那是怎么證明的呢？

有些同學(xué)會想到，是不是掃碼過程中，把密碼傳到了PC端呢？但這是不可能的。因為那樣太不安全的，客戶端也根本不會去存儲密碼。我們仔細(xì)想一下，其實手機端APP它是已經(jīng)登錄過的，就是說手機端是已經(jīng)通過登錄認(rèn)證。所說只要「掃碼確認(rèn)是這個手機且是這個賬號操作的，其實就能間接證明我誰?！?/strong>

認(rèn)識二維碼

那么如何做確認(rèn)呢？我們后面會詳細(xì)說明，在這之前我們需要先認(rèn)識一下二維碼！在認(rèn)識二維碼之前我們先看一下一維碼！

所謂一維碼，也就是條形碼，超市里的條形碼--這個相信大家都非常熟悉，條形碼實際上就是一串?dāng)?shù)字，它上面存儲了商品的序列號。

二維碼其實與條形碼類似，只不過它存儲的不一定是數(shù)字，還可以是任何的字符串，你可以認(rèn)為，它就是字符串的另外一種表現(xiàn)形式，

在搜索引擎中搜索二維碼，你可以找到很多在線生成二維碼的工具網(wǎng)站，這些網(wǎng)站可以提供字符串與二維碼之間相互轉(zhuǎn)換的功能，比如 草料二維碼網(wǎng)站^[2]

在左邊的輸入框就可以輸入你的內(nèi)容，它可以是文本、網(wǎng)址，文件........。然后就可以生成代表它們的二維碼

你也可以把二維碼上傳，進(jìn)行”解碼“，然后就可以解析出二維碼代表的含義

系統(tǒng)認(rèn)證機制

認(rèn)識了二維碼，我們了解一下移動互聯(lián)網(wǎng)下的系統(tǒng)認(rèn)證機制。

前面我們說過，為了安全，手機端它是不會存儲你的登錄密碼的。但是在日常使用過程中，我們應(yīng)該會注意到，只有在你的應(yīng)用下載下來后，第一次登錄的時候，才需要進(jìn)行一個賬號密碼的登錄， 那之后呢 即使這個應(yīng)用進(jìn)程被殺掉，或者手機重啟，都是不需要再次輸入賬號密碼的，它可以自動登錄。

其實這背后就是一套基于token的認(rèn)證機制，我們來看一下這套機制是怎么運行的，

1. 賬號密碼登錄時，客戶端會將設(shè)備信息一起傳遞給服務(wù)端，
2. 如果賬號密碼校驗通過，服務(wù)端會把賬號與設(shè)備進(jìn)行一個綁定，存在一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包含了賬號ID，設(shè)備ID，設(shè)備類型等等

const token = {
  acountid:'賬號ID',
  deviceid:'登錄的設(shè)備ID',
  deviceType:'設(shè)備類型，如 iso,android,pc......',
}
復(fù)制代碼

然后服務(wù)端會生成一個token，用它來映射數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這個token其實就是一串有著特殊意義的字符串，它的意義就在于，通過它可以找到對應(yīng)的賬號與設(shè)備信息，

1. 客戶端得到這個token后，需要進(jìn)行一個本地保存，每次訪問系統(tǒng)API都攜帶上token與設(shè)備信息。
2. 服務(wù)端就可以通過token找到與它綁定的賬號與設(shè)備信息，然后把綁定的設(shè)備信息與客戶端每次傳來的設(shè)備信息進(jìn)行比較， 如果相同，那么校驗通過，返回AP接口響應(yīng)數(shù)據(jù)， 如果不同，那就是校驗不通過拒絕訪問

從前面這個流程，我們可以看到，客戶端不會也沒必要保存你的密碼，相反，它是保存了token?？赡苡行┩瑢W(xué)會想，這個token這么重要，萬一被別人知道了怎么辦。實際上，知道了也沒有影響， 因為設(shè)備信息是唯一的，只要你的設(shè)備信息別人不知道， 別人拿其他設(shè)備來訪問，驗證也是不通過的。

可以說，客戶端登錄的目的，就是獲得屬于自己的token。

那么在掃碼登錄過程中，PC端是怎么獲得屬于自己的token呢？不可能手機端直接把自己的token給PC端用！token只能屬于某個客戶端私有，其他人或者是其他客戶端是用不了的。在分析這個問題之前，我們有必要先梳理一下，掃描二維碼登錄的一般步驟是什么樣的。這可以幫助我們梳理清楚整個過程，

掃描二維碼登錄的一般步驟

大概流程

1. 掃碼前，手機端應(yīng)用是已登錄狀態(tài)，PC端顯示一個二維碼，等待掃描
2. 手機端打開應(yīng)用，掃描PC端的二維碼，掃描后，會提示"已掃描，請在手機端點擊確認(rèn)"
3. 用戶在手機端點擊確認(rèn)，確認(rèn)后PC端登錄就成功了

可以看到，二維碼在中間有三個狀態(tài)， 待掃描，已掃描待確認(rèn)，已確認(rèn)。那么可以想象

1. 二維碼的背后它一定存在一個唯一性的ID，當(dāng)二維碼生成時，這個ID也一起生成，并且綁定了PC端的設(shè)備信息
2. 手機去掃描這個二維碼
3. 二維碼切換為 已掃描待確認(rèn)狀態(tài)， 此時就會將賬號信息與這個ID綁定
4. 當(dāng)手機端確認(rèn)登錄時，它就會生成PC端用于登錄的token，并返回給PC端

好了，到這里，基本思路就已經(jīng)清晰了，接下來我們把整個過程再具體化一下

二維碼準(zhǔn)備

按二維碼不同狀態(tài)來看， 首先是等待掃描狀態(tài)，用戶打開PC端，切換到二維碼登錄界面時。

1. PC端向服務(wù)端發(fā)起請求，告訴服務(wù)端，我要生成用戶登錄的二維碼，并且把PC端設(shè)備信息也傳遞給服務(wù)端
2. 服務(wù)端收到請求后，它生成二維碼ID，并將二維碼ID與PC端設(shè)備信息進(jìn)行綁定
3. 然后把二維碼ID返回給PC端
4. PC端收到二維碼ID后，生成二維碼(二維碼中肯定包含了ID)
5. 為了及時知道二維碼的狀態(tài)，客戶端在展現(xiàn)二維碼后，PC端不斷的輪詢服務(wù)端，比如每隔一秒就輪詢一次，請求服務(wù)端告訴當(dāng)前二維碼的狀態(tài)及相關(guān)信息

二維碼已經(jīng)準(zhǔn)好了，接下來就是掃描狀態(tài)

掃描狀態(tài)切換

1. 用戶用手機去掃描PC端的二維碼，通過二維碼內(nèi)容取到其中的二維碼ID
2. 再調(diào)用服務(wù)端API將移動端的身份信息與二維碼ID一起發(fā)送給服務(wù)端
3. 服務(wù)端接收到后，它可以將身份信息與二維碼ID進(jìn)行綁定，生成臨時token。然后返回給手機端
4. 因為PC端一直在輪詢二維碼狀態(tài)，所以這時候二維碼狀態(tài)發(fā)生了改變，它就可以在界面上把二維碼狀態(tài)更新為已掃描

那么為什么需要返回給手機端一個臨時token呢？臨時token與token一樣，它也是一種身份憑證，不同的地方在于它只能用一次，用過就失效。

在第三步驟中返回臨時token，為的就是手機端在下一步操作時，可以用它作為憑證。以此確保掃碼，登錄兩步操作是同一部手機端發(fā)出的，

狀態(tài)確認(rèn)

最后就是狀態(tài)的確認(rèn)了。

1. 手機端在接收到臨時token后會彈出確認(rèn)登錄界面，用戶點擊確認(rèn)時，手機端攜帶臨時token用來調(diào)用服務(wù)端的接口，告訴服務(wù)端，我已經(jīng)確認(rèn)
2. 服務(wù)端收到確認(rèn)后，根據(jù)二維碼ID綁定的設(shè)備信息與賬號信息，生成用戶PC端登錄的token
3. 這時候PC端的輪詢接口，它就可以得知二維碼的狀態(tài)已經(jīng)變成了"已確認(rèn)"。并且從服務(wù)端可以獲取到用戶登錄的token
4. 到這里，登錄就成功了，后端PC端就可以用token去訪問服務(wù)端的資源了

掃碼動作的基礎(chǔ)流程都講完了，有些細(xì)節(jié)還沒有深入介紹，

比如二維碼的內(nèi)容是什么？

• 可以是二維碼ID
• 可以是包含二維碼ID的一個url地址

在掃碼確認(rèn)這一步，用戶取消了怎么處理？這些細(xì)節(jié)都留給大家思考

總結(jié)

我們從登陸的本質(zhì)觸發(fā)，探索二維碼掃碼登錄是如何做到的

1. 告訴系統(tǒng)我是誰
2. 向系統(tǒng)證明我誰

在這個過程中，我們先簡單講了兩個前提知識，

• 一個是二維碼原理，
• 一個是基于token的認(rèn)證機制。

然后我們以二維碼狀態(tài)為軸，分析了這背后的邏輯: 通過token認(rèn)證機制與二維碼狀態(tài)變化來實現(xiàn)掃碼登錄.

需要指出的是，前面的講的登錄流程，它適用于同一個系統(tǒng)的PC端，WEB端，移動端。

平時我們還有另外一種場景也比較常見，那就是通過第三方應(yīng)用來掃碼登錄，比如極客時間/掘金  都可以選擇微信/QQ等掃碼登錄，那么這種通過第三方應(yīng)用掃碼登錄又是什么原理呢？

感興趣的同學(xué)可以思考研究一下，歡迎在評論區(qū)留下你的見解。

Reference