适用于 TV 应用和受限输入设备应用的 OAuth 2.0

本文档介绍了如何实现 OAuth 2.0 授权,以便使用在电视、游戏机和打印机等设备上运行的应用访问 Google API。更具体地说,此流程专为无法访问浏览器或输入功能受限的设备而设计。

OAuth 2.0 可让用户与应用共享特定数据,同时保持其用户名、密码和其他信息的私密性。 例如,电视应用可以使用 OAuth 2.0 获取选择存储在 Google 云端硬盘中的文件的权限。

由于使用此流程的应用会分发到各个设备,因此系统会假定这些应用无法保密。当用户使用应用或应用在后台运行时,它们可以访问 Google API。

备用网址

如果您仅想让用户使用其 Google 账号登录,并使用 JWT ID 令牌获取基本用户个人资料信息,请参阅在电视和输入受限的设备上登录。

前提条件

为您的项目启用 API

任何调用 Google API 的应用都需要在 API 控制台中启用这些 API。

如需为您的项目启用该 API,请按以下步骤操作:

  1. 在 Google API 控制台中打开 API 库。
  2. 如果系统提示您选择一个项目或创建一个新项目,请视需要选择相应选项。
  3. API 库中列出了所有可用的 API(按产品系列和热门程度分组)。 如果列表中没有显示您要启用的 API,请使用搜索功能查找该 API,或点击该 API 所属产品系列中的查看全部。
  4. 选择您要启用的 API,然后点击启用按钮。
  5. 如果系统提示,请启用结算功能。
  6. 如果系统提示您阅读并接受该 API 的服务条款,请按提示操作。

创建授权凭据

任何使用 OAuth 2.0 访问 Google API 的应用都必须具有授权凭证,以便向 Google 的 OAuth 2.0 服务器标识该应用。以下步骤介绍了如何为项目创建凭据。然后,您的应用可以使用这些凭据访问您为该项目启用的 API。

  1. 前往“客户”页面。
  2. 点击创建客户端。
  3. 选择电视和受限输入设备应用类型。
  4. 为 OAuth 2.0 客户端命名,然后点击创建。

确定访问权限范围

借助范围,您的应用可以仅请求访问其所需的资源,同时让用户能够控制他们向您的应用授予的访问权限。因此,请求的范围数量与获得用户同意的可能性之间可能存在反比关系。

在开始实现 OAuth 2.0 授权之前,我们建议您先确定应用需要获得哪些范围的访问权限。

查看已安装式应用或设备的允许的范围列表。

获取 OAuth 2.0 访问令牌

即使您的应用在输入功能有限的设备上运行,用户也必须单独访问输入功能更丰富的设备,才能完成此授权流程。 该流程包含以下步骤:

  1. 您的应用向 Google 的授权服务器发送请求,其中指明了您的应用将请求访问权限的范围。
  2. 服务器会返回后续步骤中使用的多条信息,例如设备代码和用户代码。
  3. 您显示用户可以在单独的设备上输入的信息,以授权您的应用。
  4. 您的应用开始轮询 Google 的授权服务器,以确定用户是否已向您的应用授权。
  5. 用户切换到输入功能更丰富的设备,启动网络浏览器,前往第 3 步中显示的网址,然后输入第 3 步中显示的代码。然后,用户可以授予(或拒绝)对应用的访问权限。
  6. 对轮询请求的下一个响应包含您的应用代表用户授权请求所需的令牌。(如果用户拒绝授予对您应用的访问权限,则响应中不包含令牌。)

下图展示了此过程:

用户在具有浏览器的单独设备上登录

以下部分将详细介绍这些步骤。鉴于设备可能具有各种功能和运行时环境,本文档中显示的示例使用 curl 命令行实用程序。这些示例可以移植到各种语言和运行时。

第 1 步:请求设备代码和用户代码

在此步骤中,您的设备会向 Google 的授权服务器 (https://oauth2.googleapis.com/device/code) 发送 HTTP POST 请求,其中会标识您的应用以及您的应用希望代表用户访问的访问权限范围。您应使用 device_authorization_endpoint 元数据值从发现文档中检索此网址。添加以下 HTTP 请求参数:

参数
client_id 必需

应用的客户端 ID。您可以在 Cloud 控制台的“客户端”页面中找到此值。

scope 必需

以空格分隔的范围列表,用于标识您的应用可以代表用户访问的资源。这些值会告知 Google 向用户显示的权限请求页面。查看已安装应用或设备的允许的范围列表。

借助范围,您的应用可以仅请求访问其所需的资源,同时用户也可以控制向您的应用授予的访问权限。因此,请求的范围数量与获得用户同意的可能性之间存在反比关系。

示例

以下代码段显示了一个示例请求:

POST /device/code HTTP/1.1
Host: oauth2.googleapis.com
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

client_id=client_id&scope=email%20profile

以下示例展示了用于发送相同请求的 curl 命令:

curl -d "client_id=client_id&scope=email%20profile" \
     https://oauth2.googleapis.com/device/code

第 2 步:处理授权服务器响应

授权服务器将返回以下响应之一:

成功响应

如果请求有效,您的响应将是一个包含以下属性的 JSON 对象:

属性
device_code Google 唯一分配的值,用于标识运行请求授权的应用的设备。用户将从另一部具有更丰富输入功能的设备上授权该设备。例如,用户可以使用笔记本电脑或手机来授权在电视上运行的应用。在本例中,device_code 用于标识电视。

此代码可让运行应用的设备安全地确定用户是授予还是拒绝了访问权限。

expires_in device_code 和 user_code 的有效时长(以秒为单位)。如果用户在此期间未完成授权流程,并且您的设备也未轮询检索有关用户决定的信息,您可能需要从第 1 步开始重新执行此流程。
interval 设备在轮询请求之间应等待的时间长度(以秒为单位)。例如,如果该值为 5,则您的设备应每隔 5 秒向 Google 的授权服务器发送一次轮询请求。如需了解详情,请参阅第 3 步。
user_code 一个区分大小写的值,用于向 Google 标识应用请求访问的范围。您的界面会指示用户在具有更丰富输入功能的单独设备上输入此值。然后,Google 会使用该值在提示用户授予对您应用的访问权限时显示正确的范围集。
verification_url 用户必须在单独的设备上访问的网址,以便输入 user_code 并授予或拒绝应用访问权限。您的界面也会显示此值。

以下代码段显示了一个示例响应:

{
  "device_code": "4/4-GMMhmHCXhWEzkobqIHGG_EnNYYsAkukHspeYUk9E8",
  "user_code": "GQVQ-JKEC",
  "verification_url": "https://www.google.com/device",
  "expires_in": 1800,
  "interval": 5
}

“超出配额”响应

如果您的设备代码请求超出了与您的客户端 ID 关联的配额,您将收到 403 响应,其中包含以下错误:

{
  "error_code": "rate_limit_exceeded"
}

在这种情况下,请使用退避策略来降低请求速率。

第 3 步:显示用户代码

向用户显示在第 2 步中获取的 verification_url 和 user_code。这两个值都可以包含 US-ASCII 字符集中的任何可打印字符。您向用户显示的内容应指示用户在单独的设备上前往 verification_url 并输入 user_code。

设计界面 (UI) 时,请遵循以下规则:

  • user_code
    • user_code 必须显示在可处理 15 个“W”大小字符的字段中。换句话说,如果您可以正确显示代码 WWWWWWWWWWWWWWW,则表示您的界面有效,我们建议您在测试 user_code 在界面中的显示方式时使用该字符串值。
    • user_code 区分大小写,不应以任何方式进行修改,例如更改大小写或插入其他格式字符。
  • verification_url
    • 您显示 verification_url 的空间必须足够宽,能够容纳长度为 40 个字符的网址字符串。
    • 您不应以任何方式修改 verification_url,但可以选择移除方案以进行显示。如果您确实打算出于显示原因从网址中去除架构(例如 https://),请确保您的应用可以同时处理 http 和 https 变体。

第 4 步:轮询 Google 的授权服务器

由于用户将使用单独的设备前往 verification_url 并授予(或拒绝)访问权限,因此当用户响应访问请求时,请求设备不会自动收到通知。因此,发出请求的设备需要轮询 Google 的授权服务器,以确定用户何时响应了请求。

请求设备应继续发送轮询请求,直到收到表明用户已响应访问请求的响应,或者直到在 第 2 步中获取的 device_code 和 user_code 过期。第 2 步中返回的 interval 指定了请求之间的等待时间(以秒为单位)。

要轮询的端点的网址为 https://oauth2.googleapis.com/token。轮询请求包含以下参数:

参数
client_id 应用的客户端 ID。您可以在 Cloud 控制台的“客户端”页面中找到此值。
client_secret 所提供 client_id 的客户端密钥。您可以在 Cloud 控制台的“客户端”页面中找到此值。
device_code 授权服务器在第 2 步中返回的 device_code。
grant_type 将此值设置为 urn:ietf:params:oauth:grant-type:device_code。

示例

以下代码段显示了一个示例请求:

POST /token HTTP/1.1
Host: oauth2.googleapis.com
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

client_id=client_id&
client_secret=client_secret&
device_code=device_code&
grant_type=urn%3Aietf%3Aparams%3Aoauth%3Agrant-type%3Adevice_code

以下示例展示了用于发送相同请求的 curl 命令:

curl -d "client_id=client_id&client_secret=client_secret& \
         device_code=device_code& \
         grant_type=urn%3Aietf%3Aparams%3Aoauth%3Agrant-type%3Adevice_code" \
         -H "Content-Type: application/x-www-form-urlencoded" \
         https://oauth2.googleapis.com/token

第 5 步:用户响应访问请求

下图显示了用户在导航到您在第 3 步中显示的 verification_url 时看到的页面:

通过输入代码连接设备

输入 user_code 并登录 Google(如果尚未登录)后,用户会看到一个权限请求页面:

设备客户端的权限请求页面示例

第 6 步:处理对轮询请求的响应

Google 的授权服务器会通过以下响应之一来响应每个轮询请求:

已授予访问权限

如果用户授予了对设备的访问权限(通过在权限请求页面上点击 Allow),则响应中会包含访问令牌和刷新令牌。这些令牌使您的设备能够代表用户访问 Google API。(响应中的 scope 属性决定了设备可以访问哪些 API。)

在这种情况下,API 响应包含以下字段:

字段
access_token 您的应用为授权 Google API 请求而发送的令牌。
expires_in 访问令牌的剩余生命周期(以秒为单位)。
refresh_token 可用于获取新访问令牌的令牌。刷新令牌在用户撤消访问权限或刷新令牌过期之前一直有效。请注意,系统始终会为设备返回刷新令牌。
scope access_token 授予的访问权限范围,表示为以空格分隔、区分大小写的字符串列表。
token_type 返回的令牌类型。此值始终为 Bearer。

以下代码段显示了一个示例响应:

{
  "access_token": "1/fFAGRNJru1FTz70BzhT3Zg",
  "expires_in": 3920,
  "scope": "openid https://www.googleapis.com/auth/userinfo.profile https://www.googleapis.com/auth/userinfo.email",
  "token_type": "Bearer",
  "refresh_token": "1/xEoDL4iW3cxlI7yDbSRFYNG01kVKM2C-259HOF2aQbI"
}

访问令牌的生命周期有限。如果您的应用需要长期访问某个 API,则可以使用刷新令牌获取新的访问令牌。如果您的应用需要这种类型的访问权限,则应存储刷新令牌以备日后使用。

访问遭拒

如果用户拒绝授予对设备的访问权限,则服务器响应会具有 403 HTTP 响应状态代码 (Forbidden)。响应包含以下错误:

{
  "error": "access_denied",
  "error_description": "Forbidden"
}

待授权

如果用户尚未完成授权流程,服务器会返回 428 HTTP 响应状态代码 (Precondition Required)。响应包含以下错误:

{
  "error": "authorization_pending",
  "error_description": "Precondition Required"
}

轮询过于频繁

如果设备发送轮询请求过于频繁,服务器会返回 403 HTTP 响应状态代码 (Forbidden)。响应包含以下错误:

{
  "error": "slow_down",
  "error_description": "Forbidden"
}

其他错误

如果轮询请求缺少任何必需参数或参数值不正确,授权服务器也会返回错误。这些请求通常具有 400 (Bad Request) 或 401 (Unauthorized) HTTP 响应状态代码。这些错误包括:

错误 HTTP 状态代码 说明
admin_policy_enforced 400 由于 Google Workspace 管理员的政策,Google 账号无法授权一个或多个请求的范围。如需详细了解管理员如何限制对范围的访问权限,直到明确向您的 OAuth 客户端 ID 授予访问权限,请参阅 Google Workspace 管理员帮助文章控制哪些第三方应用和内部应用可以访问 Google Workspace 数据。
invalid_client 401

未找到该 OAuth 客户端。例如,如果 client_id 参数值无效,就会发生此错误。

OAuth 客户端类型不正确。确保客户端 ID 的应用类型设置为电视和受限输入设备。

invalid_grant 400 code 参数值无效、已被认领或无法解析。
unsupported_grant_type 400 grant_type 参数值无效。
org_internal 403 请求中的 OAuth 客户端 ID 属于一个项目,该项目限制只有特定 Google Cloud 组织中的 Google 账号才能访问。确认 OAuth 应用的用户类型配置。

调用 Google API

应用获取访问令牌后,如果已获得 API 所需的访问权限范围,您就可以使用该令牌代表特定用户账号调用 Google API。为此,请在向 API 发出的请求中添加访问令牌,方法是添加 access_token 查询参数或 Authorization HTTP 标头 Bearer 值。如果可能,最好使用 HTTP 标头,因为查询字符串往往会在服务器日志中显示。在大多数情况下,您可以使用客户端库来设置对 Google API 的调用(例如,调用 Drive Files API 时)。

您可以在 OAuth 2.0 Playground 中试用所有 Google API 并查看其范围。

HTTP GET 示例

使用 Authorization: Bearer HTTP 标头对 drive.files 端点(Drive Files API)的调用可能如下所示。请注意,您需要指定自己的访问令牌:

GET /drive/v2/files HTTP/1.1
Host: www.googleapis.com
Authorization: Bearer access_token

以下是使用 access_token 查询字符串参数对经过身份验证的用户调用同一 API 的示例:

GET https://www.googleapis.com/drive/v2/files?access_token=access_token

curl 示例

您可以使用 curl 命令行应用测试这些命令。以下示例使用的是 HTTP 标头选项(首选):

curl -H "Authorization: Bearer access_token" https://www.googleapis.com/drive/v2/files

或者,也可以使用查询字符串参数选项:

curl https://www.googleapis.com/drive/v2/files?access_token=access_token

刷新访问令牌

访问令牌会定期过期,并成为相关 API 请求的无效凭证。如果您请求了对与令牌关联的范围的离线访问权限,则可以刷新访问令牌,而无需提示用户授予权限(包括在用户不在场时)。

如需刷新访问令牌,您的应用需要向 Google 的授权服务器 (https://oauth2.googleapis.com/token) 发送 HTTPS POST 请求,并在请求正文中包含以下参数:

名称 值
client_id 从 API 控制台获取的客户端 ID。
client_secret 可选

从 API 控制台获取的客户端密钥。

grant_type 如 OAuth 2.0 规范中所定义,此字段的值必须设置为 refresh_token。
refresh_token 从授权代码交换返回的刷新令牌。

以下代码段显示了一个示例请求:

POST /token HTTP/1.1
Host: oauth2.googleapis.com
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

client_id=your_client_id&
refresh_token=refresh_token&
grant_type=refresh_token

只要用户未撤消授予应用的访问权限,令牌服务器就会返回一个包含新访问令牌的 JSON 对象。以下代码段显示了一个示例响应:

{
  "access_token": "1/fFAGRNJru1FTz70BzhT3Zg",
  "expires_in": 3920,
  "scope": "https://www.googleapis.com/auth/drive.metadata.readonly https://www.googleapis.com/auth/calendar.readonly",
  "token_type": "Bearer"
}

请注意,系统会限制颁发的刷新令牌数量;每个客户端/用户组合有一个限制,每个用户在所有客户端中也有一个限制。您应将刷新令牌保存在长期存储空间中,并在其有效期内继续使用。如果您的应用请求的刷新令牌过多,可能会达到这些限制,在这种情况下,较旧的刷新令牌将停止工作。

令牌撤消

在某些情况下,用户可能希望撤消授予应用的访问权限。用户可以访问 账号设置来撤消访问权限。如需了解详情,请参阅“有权访问您账号的第三方网站和应用”支持文档中的“撤消网站或应用的访问权限”部分。

应用也可以通过编程方式撤消其获得的访问权限。 在用户取消订阅、移除应用或应用所需的 API 资源发生重大变化的情况下,程序化撤消非常重要。换句话说,移除过程的一部分可能包括发出 API 请求,以确保移除之前授予应用的权限。

如需以编程方式撤消令牌,您的应用需要向 https://oauth2.googleapis.com/revoke 发出请求,并将令牌作为参数包含在请求中:

curl -d -X -POST --header "Content-type:application/x-www-form-urlencoded" \
        https://oauth2.googleapis.com/revoke?token={token}

该令牌可以是访问令牌,也可以是刷新令牌。如果该令牌是访问令牌,并且具有对应的刷新令牌,则刷新令牌也会被撤消。

如果撤消操作成功处理,则响应的 HTTP 状态代码为 200。对于错误情况,系统会返回 HTTP 状态代码 400 以及错误代码。

允许的范围

适用于设备的 OAuth 2.0 流程仅支持以下范围:

OpenID Connect、Google 登录

  • email
  • openid
  • profile

Drive API

  • https://www.googleapis.com/auth/drive.appdata
  • https://www.googleapis.com/auth/drive.file

YouTube API

  • https://www.googleapis.com/auth/youtube
  • https://www.googleapis.com/auth/youtube.readonly

基于时间的访问权限

基于时间的访问权限允许用户在有限的时间内授予应用访问其数据的权限,以便完成某项操作。在部分 Google 产品中,用户可以在意见征求流程中选择基于时间的访问权限,从而授予在限定时间内访问数据的权限。例如, Data Portability API 可实现一次性数据传输。

当用户向您的应用授予基于时间的访问权限时,刷新令牌将在指定时长后过期。请注意,在特定情况下,刷新令牌可能会提前失效;如需了解详情,请参阅这些情况。在这种情况下,授权代码交换响应中返回的 refresh_token_expires_in 字段表示刷新令牌过期前的剩余时间。

实现跨账号保护

为了保护用户账号,您还应采取一项额外措施,即利用 Google 的跨账号保护服务实施跨账号保护。借助此服务,您可以订阅安全性事件通知,这些通知会向您的应用提供有关用户账号重大变更的信息。然后,您可以根据您决定如何响应事件,使用这些信息采取行动。

Google 的跨账号保护服务会向您的应用发送多种类型的事件,例如:

  • https://schemas.openid.net/secevent/risc/event-type/sessions-revoked
  • https://schemas.openid.net/secevent/oauth/event-type/token-revoked
  • https://schemas.openid.net/secevent/risc/event-type/account-disabled

如需详细了解如何实现跨账号保护,以及查看可用事件的完整列表,请参阅 使用跨账号保护功能保护用户账号 页面。