IM要做手機掃碼登錄？先看看微信的掃碼登錄功能技術原理

Posted on 2020-03-13 17:15 Jack Jiang 閱讀(361) 評論(0) 編輯收藏

本文原文由作者Amazing10原創發布于公眾號業余碼農，收錄時有改動，感謝原作者的技術分享。

1、引言

某天中午，吃完午飯，攤在自己的躺椅上，想趁吃飽喝足的午后時間靜靜享受獨自的靜謐。

干點什么好呢？于是單手操作鼠標打開了一個陌生而隱秘的網站。正開著某個視頻起勁。。。

突然瀏覽器彈出了一個提示：

請使用微信掃碼登錄賬號，繼續觀看

這...

但是由于強烈的好奇驅使，迫于無奈，只好選擇登錄再繼續觀看。于是熟練的掏出手機，打開微信掃一掃對準上面的二維碼，只聽見 “叮” 的一聲，網頁上的二維碼放佛活過來了，直接刷新出了本尊的微信頭像，同時手機上也彈出登錄的提醒。

心中略微驚嘆，但沒來得及多想。忙點擊手機界面中登錄按鈕。此時網頁刷新，恢復了正常，表示可以繼續觀看。

上網沖浪的時間總是過得很快，很快就有些疲倦。于是閉上眼睛，腦海中卻浮現出了剛剛微信掃描二維碼，然后登錄網頁的場景，心中再次驚嘆，并開始思考起其中的原理來。。。

言歸正傳，本文將以輕松活潑的語言形式，為你分析和講解微信手機掃碼登錄的技術原理，希望在你的IM中開發此功能時有所啟發。

推薦閱讀：另一篇同類文章《IM的掃碼登錄功能如何實現？一文搞懂主流的掃碼登錄技術原理》也值得一讀。

學習交流：

- 即時通訊/推送技術開發交流5群：215477170[推薦]
- 移動端IM開發入門文章：《新手入門一篇就夠：從零開發移動端IM》

（本文同步發布于：http://www.52im.net/thread-2941-1-1.html）

2、IM開發干貨系列文章

本文是系列文章中的第23篇，總目錄如下：

《IM消息送達保證機制實現(一)：保證在線實時消息的可靠投遞》
《IM消息送達保證機制實現(二)：保證離線消息的可靠投遞》
《如何保證IM實時消息的“時序性”與“一致性”？》
《IM單聊和群聊中的在線狀態同步應該用“推”還是“拉”？》
《IM群聊消息如此復雜，如何保證不丟不重？》
《一種Android端IM智能心跳算法的設計與實現探討（含樣例代碼）》
《移動端IM登錄時拉取數據如何作到省流量？》
《通俗易懂：基于集群的移動端IM接入層負載均衡方案分享》
《淺談移動端IM的多點登錄和消息漫游原理》
《IM開發基礎知識補課(一)：正確理解前置HTTP SSO單點登錄接口的原理》
《IM開發基礎知識補課(二)：如何設計大量圖片文件的服務端存儲架構？》
《IM開發基礎知識補課(三)：快速理解服務端數據庫讀寫分離原理及實踐建議》
《IM開發基礎知識補課(四)：正確理解HTTP短連接中的Cookie、Session和Token》
《IM群聊消息的已讀回執功能該怎么實現？》
《IM群聊消息究竟是存1份(即擴散讀)還是存多份(即擴散寫)？》
《IM開發基礎知識補課(五)：通俗易懂，正確理解并用好MQ消息隊列》
《一個低成本確保IM消息時序的方法探討》
《IM開發基礎知識補課(六)：數據庫用NoSQL還是SQL？讀這篇就夠了！》
《IM里“附近的人”功能實現原理是什么？如何高效率地實現它？》
《IM開發基礎知識補課(七)：主流移動端賬號登錄方式的原理及設計思路》
《IM開發基礎知識補課(八)：史上最通俗，徹底搞懂字符亂碼問題的本質》
《IM的掃碼登功能如何實現？一文搞懂主流應用的掃碼登錄技術原理》
《IM要做手機掃碼登陸？先看看微信的掃碼登錄功能技術原理》（本文）

3、原理解析

微信掃碼登錄現在在日常生活中已經是常見不能再常見的場景之一了，但是要知道微信首次公開這項功能時，卻是驚艷眾人。移動端與PC端以這樣一種巧妙的方式鏈接在了一起，的確是讓人驚嘆。

以下是一個典型的微信掃碼登錄全過程：

本來想在Web版微信上截圖，但掃碼登陸后出現了下面的提示（貌似很多人都碰到過）：

好吧，這很微信，反正就是不想讓你好好用，用戶愛咋咋滴。。。

如上圖所示，操作過程如下：

1）第一步：電腦上打開PC端（出現2維碼）；
2）第二步：拿出手機，掃碼2維碼；
3）第三步：PC端顯示掃碼成功；
4）第四步：手機端“確認”登錄；
5）第五步：成功登陸PC端。

上述實際操作過程，用戶體驗相當順滑，也難怪剛出來那會，能驚艷到很多人。

那么，對于上述操作過程的技術實現原理是什么樣的呢？

想起來之前聽過的前后端的概念，知道賬戶的數據信息一般都是放在服務器上，前端負責向后端 “討要數據” 并顯示，后端則是對前端的 “討要” 做出反應。

這樣一來，猜測微信登錄的過程可能就是：

1）網頁前端向微信后臺請求賬號數據；
2）微信后臺接受網頁前端的請求，然后將他的賬號數據返回；
3）網頁前端接收到了數據后，在瀏覽器里進行顯示。

于是，手腳麻利的畫了個示意圖：

當我正準備沾沾自喜的時候，突然看到桌面上的手機。咦，如果就只是這么個過程，那手機的作用是啥。于是才開始意識到，問題沒這么簡單。

好吧，我們城要再深入一點探秘微信掃碼登錄的過程。

4、過程分析

為了更深入的分析整個過程，我們可以去看看微信網頁版，地址是：https://wx.qq.com/。

筆者看著網頁中碩大的二維碼陷入了沉思——這個二維碼跟手機賬號有沒有什么對應關系呢？如果沒有，那它又是怎么生成的呢？

思考間，于是打開了瀏覽器的開發者工具。

在網絡監控一覽找到了這幅二維碼，與之對應的鏈接是：

https://login.weixin.qq.com/qrcode/gaO8cOQweA==

如下圖所示：

然后習慣性地，嘗試多次刷新頁面，發現二維碼不斷發生變化，鏈接也不斷更改：

https://login.weixin.qq.com/qrcode/AencxgKNFQ==
https://login.weixin.qq.com/qrcode/YcD7f_DxvA==
https://login.weixin.qq.com/qrcode/QblN8lCn2g==

似乎發現了些東西：二維碼不斷變化，其對應的鏈接尾的代碼也相應變化，并且是隨機性的變化。

這也就是說，每一次頁面刷新都會隨機且唯一地生成一個二維碼。這或許可以與手機登錄的過程聯系起來。

似乎開始明白了，于是再次拿起手機，熟練的使用微信掃描了此時的二維碼。

“叮” 的一聲，網頁上的二維碼頓時變成了我帥氣的微信頭像。這個時候，我才突然意識到，是掃碼之后網頁才與他的微信賬號建立起了聯系。

如下圖所示：

也就是說：

1）沒有掃碼之前，頁面上的二維碼只是隨機生成的且與用戶無關的碼；
2）而當用戶掃碼之后，二維碼便與用戶帳號綁定在了一起。

原來手機掃碼的用處是這樣！

此時注意到，手機微信上彈出了『微信登錄確認』的提醒。這個時候謹慎地點擊了下方的登錄按鈕。

如下圖所示：

隨著平滑的動畫一閃而過，網頁上已經顯示出了我的微信賬號信息，顯示微信賬號已經登錄。再一次體驗這個過程，心中開始思索手機微信在登錄過程中所起到的具體作用。

首先需要明白幾個過程：

1）進入網頁登陸界面，隨機生成一個二維碼；
2）通過手機掃描二維碼，將微信賬號與二維碼綁定；
3）在手機微信點擊登錄按鈕，授權網頁登錄微信賬號；
4）網頁獲得的賬號信息，將數據顯示。

5、原理解釋

回顧上述過程，結合最開始的原理猜測，開始思索整個環節，是哪里理解的不對。。。

1）網頁的二維碼到底從何而來？
2）是誰向微信后臺請求了賬號數據？

實際上：不同的網站可能都需要通過微信后臺進行數據的獲取，那么每一個網站必然也存在它的后臺來給微信后臺發送請求。

這樣一來，整個過程就能解釋得通了：

1）網站頁面刷新，網頁后臺向微信后臺請求授權登錄；
2）微信后臺返回登錄所需二維碼；
3）用戶通過手機掃描二維碼，并在手機上授權登錄后，微信后臺告知網頁后臺已授權；
4）網頁后臺向微信后臺請求微信賬號數據；
5）微信后臺返回賬號數據；
6）網頁后臺接收數據并通過瀏覽器顯示；

6、技術剖析

正如上節所述，想清楚了整個過程后，我們應該對整個過程的技術實現進行進一步的探究。

在微信開發官方文檔中，我找到了第三方網站應用微信登錄開發指南：

https://developers.weixin.qq.com/doc/oplatform/Website_App/WeChat_Login/Wechat_Login.html

我將整個過程梳理了一遍，畫出了這個圖：

如上圖所示，整個技術實現如下。

（1）二維碼的獲得：

1）用戶打開網站后，網站后臺根據微信OAuth2.0協議向微信開發平臺請求授權登錄，并傳遞事先在微信開發平臺中審核通過的AppID和AppSecrect等參數；
2）微信開發平臺對AppID等參數進行驗證，并向網站后臺返回二維碼；
3）網站后臺將二維碼傳送至網站前端進行顯示。

（2）微信客戶端授權登錄：

1）用戶使用微信客戶端掃描二維碼并授權登錄；
2）微信客戶端將二維碼特定的uid與微信賬號綁定，傳送至微信開發平臺；
3）微信開發平臺驗證綁定數據，調用網站后臺的回調接口，發送授權臨時票據code；

（3）網站后臺請求數據：

1）網站后臺接收到code，表明微信開發平臺同意數據請求；
2）網站后臺根據code參數，再加上AppID和AppSecret請求微信開發平臺換取access_token；
3）微信開發平臺驗證參數，并返回access_token；
4）網站后臺收到access_token后即可進行參數分析獲得用戶賬號數據。

在上述過程中，有幾個參數值得解釋一下（來源官方文檔）：

1）AppID：應用唯一標識，在微信開放平臺提交應用審核通過后獲得；
2）AppSecret：應用密鑰，在微信開放平臺提交應用審核通過后獲得；
3）code：授權臨時票據，第三方通過code進行獲取access_token的時候需要用到，code的超時時間為10分鐘，一個code只能成功換取一次access_token即失效。code的臨時性和一次性保障了微信授權登錄的安全性。

整個過程從網站后臺向微信開發平臺請求授權登錄開始，最終目的是為了獲得access_token：