教育信息化、信息孤岛与身份认证

Design programs to be connected to other programs –Unix philosophy

#缘起 最近接触的项目和需求中，统一身份认证的问题反复出现，花了不少功夫去了解身份认证这块相关的标准和协议。

身份认证/授权这部分涉及的概念真是五花八门，一度把我搞得七荤八素，相关概念包括但不限于：session，cookie，OpenID，OAuth2，CAS,JWT,SSO,Token，SAML，Shibboleth（以上这些概念并不都在同一层面）

其中一些属于协议，一些属于实现，一些属于通用的概念。

最近在和某高校合作的项目中，校方也痛下决心要把校园内各个系统进行打通（教育部有要求避免信息孤岛），在交流中发现，信息孤岛在国内高校中广泛存在，而我自己目前折腾的东西属于教育信息化这个领域，所以觉得相比于技术细节，理清这些问题是更有意义的。

#问题描述 我们首先来看看我们面临的问题

许多高校每年采购若干教育信息化系统，再加上内部自建的，积年累月，大浪淘下之后，学校里运行着若干异构系统，他们都有一套自己的认证机制，自己的用户系统，某天学校有了新需求，需要若干系统协同合作，却发现整合他们的成本已经高于购置一套新系统的成本（包括时间成本）。

于是他们用新购的系统解决眼前的业务问题，接着这个新系统风风火火地奔往下一个信息孤岛

这些教育信息化系统/教务系统进校之初，往往需要先与教务相关的数据中心整合，同步用户以及其他关系，和许多工程项目一样，为了进度采用一种dirty and quick的方案。不同公司的不同系统，与学校数据中心的整合又往往不一样，于是校方整出许多数据视图和接口，应对一直只需，没精力做长期打算，这些临时接口往往是滋生bug，产生臃肿代码，引起错误和需要大量重复劳动的地方。

#问题分析 这些问题的出现，几乎是一种必然。我们知道几乎所有的系统都需要登录访问，访问是有状态的，所以各个系统需要与数据中心整合（获取用户信息），而整合过程中，由于业务的压力，人们往往倾向于一种quick的方案，dirty与否并不再考量范围，更遑论架构上的长远考虑。

缺乏标准，临时方案，追赶进度，于是盐水越喝越多，越来越渴。

我觉得解开这团乱码的关键是身份认证与授权，放弃临时方案，而采用一些被广泛采用而健壮灵活的开放标准。在初期架构上花些精力，一劳永逸地解决这些问题。当然由于这些设计的完备和周到，他们也允许最大非侵入式地整合既有系统，尽可能少地干预以及投入使用的系统，是认证层尽量透明。前提是校方真的有决心去推荐这件事

当然，这个问题倒并不只在高校出现了，企业中也是广泛存在的。实际上只要纯在异构系统，统一身份的需求就很可能出现，由于懒惰是程序员的美德（这是个玩笑，程序员三大美德里的懒惰当然不是这种愚蠢的懒惰啦），dirty and quick的临时方案就层出不穷

#思路 我认为上述的这些问题，可以把它们视为分布式系统的身份认证问题。

而在高校中，教务系统（数据库）往往作为认证权威，不同于OAuth解决的分布式认证问题（去中心化），高校信息化系统的身份认证问题可以被简化为集中式身份认证

#标准和协议的意义 有了标准和协议，我们就避免了不必要的争论，而将精力放到真正的问题上。

比如在大括号是否换行这类问题上，你很难说谁的做法更好，所以换行的一派对待不换行的一派，一贯的做法就是手持火把以异教徒的眼光看待对方。但各执己见的结果是项目整体上的一致性很差。一旦有了标准，许多无谓的争论（而且不可能有结果）就可以避免，这在公司之间的协作上很有意义，否则谁也不愿服谁的方案，而且是任意一方的方案逻辑上都能救得一时之急。

在选择标准和协议的时候，我们最好尽量选择被业界广泛使用的，这样一来，不仅易于整合进其他优秀的系统（国外许多优秀的系统都会特意说明兼容这些标准，国内这种做法还不多，但据我所知最近已经有一些教育行业的公司开始或准备这么做了）

采用标准和协议的另一个好处是，许多常见的漏洞可以被避免，这些协议经过广泛的使用，大多的坑都被踩过了，后来者们不仅容易免费获得优秀的实现（诸如CAS有Jasig/cas）。我们不必重造车轮，就能获得安全可靠的解决方案，这要比拍脑袋的临时方案健壮得多

想想我自己之前踩过的坑，多数时候都可以用

读书太少而想得太多来

同时标准和协议是一种可增量式改良的实体，由于这些协议和标准的开放性，用户在使用过程遇到的任何问题，都能被收集与反馈，最后标准和协议被不断完善。它们像生命体一样不断地成长与健壮

#解决方案 顺着身份认证的思路，具体的解决方案倒有很多可选的，诸如CAS,JWT,SAML等，这些具体的协议与解决方案就留在后续文章里来讨论啦。

在下篇文章里，我们会关注耶鲁大学贡献了CAS协议（CAS是一个协议，并不限于具体语言实现），该协议在国外高校中广泛使用，Open edX就天然支持这种协议，通过该协议，我们轻松就将Open edX与教务系统整合了

也正是这个经历，让我尝到了标准和协议的甜头，才决定写这一系列的文章

#另外 身份认证并不足以消除信息孤岛，但会是关键的一步

在折腾Open edX的过程中，我发现RESTful API也是极其有力的工具，通过让系统对外暴露RESTful风格的接口，系统之间变得协作友好，它们如同有了生命体一般，这正是《Unix编程艺术》里建议的，考虑尽量让程序彼此之间能通信，让程序具有组合性，用清晰的接口把若干简单的模块组合成一个复杂的软件。这样是应对复杂度极好的策略

系统之间的协作，如同你培育的生态球一般，各个生物既互相依存/共生又彼此独立，能量和物质顺着食物链流动，它们形成一个生态系统

在协作紧密的地方，信息是流通顺畅的，系统之间分工协作，友好相处。信息孤岛就被打破了

而系统之间的协作，统一的身份往往是最初需要迈出的一步