單點(diǎn)登錄(
SSO)的技術(shù)被越來(lái)越廣泛地運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)當(dāng)中。本文從業(yè)務(wù)的角度分析了單點(diǎn)登錄的需求和應(yīng)用領(lǐng)域;從技術(shù)本身的角度分析了單點(diǎn)登錄技術(shù)的內(nèi)部機(jī)制和實(shí)現(xiàn)手段,并且給出Web-SSO和桌面SSO的實(shí)現(xiàn)、源代碼和詳細(xì)講解;還從安全和性能的角度對(duì)現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步分析,指出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)和需要改進(jìn)的方面。本文除了從多個(gè)方面和角度給出了對(duì)單點(diǎn)登錄(SSO)的全面分析,還并且討論了如何將現(xiàn)有的應(yīng)用和SSO服務(wù)結(jié)合起來(lái),能夠幫助應(yīng)用架構(gòu)師和系統(tǒng)分析人員從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)單點(diǎn)登錄,從而更好地設(shè)計(jì)出符合需要的安全架構(gòu)。
關(guān)鍵字:SSO, Java, J2EE, JAAS
1 什么是單點(diǎn)登陸
單點(diǎn)登錄(Single Sign On),簡(jiǎn)稱為 SSO,是目前比較流行的企業(yè)業(yè)務(wù)整合的解決方案之一。SSO的定義是在多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中,用戶只需要登錄一次就可以訪問(wèn)所有相互信任的應(yīng)用系統(tǒng)。
較大的企業(yè)內(nèi)部,一般都有很多的業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)為其提供相應(yīng)的管理和IT服務(wù)。例如財(cái)務(wù)系統(tǒng)為財(cái)務(wù)人員提供財(cái)務(wù)的管理、計(jì)算和報(bào)表服務(wù);人事系統(tǒng)為人事部門(mén)提供全公司人員的維護(hù)服務(wù);各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)為公司內(nèi)部不同的業(yè)務(wù)提供不同的服務(wù)等等。這些系統(tǒng)的目的都是讓計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行復(fù)雜繁瑣的計(jì)算工作,來(lái)替代人力的手工勞動(dòng),提高工作效率和質(zhì)量。這些不同的系統(tǒng)往往是在不同的時(shí)期建設(shè)起來(lái)的,運(yùn)行在不同的平臺(tái)上;也許是由不同廠商開(kāi)發(fā),使用了各種不同的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。如果舉例說(shuō)國(guó)內(nèi)一著名的IT公司(名字隱去),內(nèi)部共有60多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng),這些系統(tǒng)包括兩個(gè)不同版本的SAP的ERP系統(tǒng),12個(gè)不同類(lèi)型和版本的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),8個(gè)不同類(lèi)型和版本的操作系統(tǒng),以及使用了3種不同的防火墻技術(shù),還有數(shù)十種互相不能兼容的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn),你相信嗎?不要懷疑,這種情況其實(shí)非常普遍。每一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)在運(yùn)行了數(shù)年以后,都會(huì)成為不可替換的企業(yè)IT架構(gòu)的一部分,如下圖所示。
隨著企業(yè)的發(fā)展,業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)量在不斷的增加,老的系統(tǒng)卻不能輕易的替換,這會(huì)帶來(lái)很多的開(kāi)銷(xiāo)。其一是管理上的開(kāi)銷(xiāo),需要維護(hù)的系統(tǒng)越來(lái)越多。很多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是相互冗余和重復(fù)的,數(shù)據(jù)的不一致性會(huì)給管理工作帶來(lái)很大的壓力。業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)之間的相關(guān)性也越來(lái)越大,例如公司的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和財(cái)務(wù)系統(tǒng),財(cái)務(wù)系統(tǒng)和人事系統(tǒng)之間都不可避免的有著密切的關(guān)系。
為了降低管理的消耗,最大限度的重用已有投資的系統(tǒng),很多企業(yè)都在進(jìn)行著企業(yè)應(yīng)用集成(EAI)。企業(yè)應(yīng)用集成可以在不同層面上進(jìn)行:例如在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層面上的“數(shù)據(jù)大集中”,在傳輸層面上的“通用數(shù)據(jù)交換平臺(tái)”,在應(yīng)用層面上的“業(yè)務(wù)流程整合”,和用戶界面上的“通用企業(yè)門(mén)戶”等等。事實(shí)上,還用一個(gè)層面上的集成變得越來(lái)越重要,那就是“身份認(rèn)證”的整合,也就是“單點(diǎn)登錄”。
通常來(lái)說(shuō),每個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)都會(huì)有自己的安全體系和身份認(rèn)證系統(tǒng)。整合以前,進(jìn)入每個(gè)系統(tǒng)都需要進(jìn)行登錄,這樣的局面不僅給管理上帶來(lái)了很大的困難,在安全方面也埋下了重大的隱患。下面是一些著名的調(diào)查公司顯示的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):
- 用戶每天平均 16 分鐘花在身份驗(yàn)證任務(wù)上 - 資料來(lái)源: IDS
- 頻繁的 IT 用戶平均有 21 個(gè)密碼 - 資料來(lái)源: NTA Monitor Password Survey
- 49% 的人寫(xiě)下了其密碼,而 67% 的人很少改變它們
- 每 79 秒出現(xiàn)一起身份被竊事件 - 資料來(lái)源:National Small Business Travel Assoc
- 全球欺騙損失每年約 12B - 資料來(lái)源:Comm Fraud Control Assoc
- 到 2007 年,身份管理市場(chǎng)將成倍增長(zhǎng)至 $4.5B - 資料來(lái)源:IDS
使用“單點(diǎn)登錄”整合后,只需要登錄一次就可以進(jìn)入多個(gè)系統(tǒng),而不需要重新登錄,這不僅僅帶來(lái)了更好的用戶體驗(yàn),更重要的是降低了安全的風(fēng)險(xiǎn)和管理的消耗。請(qǐng)看下面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):
- 提高 IT 效率:對(duì)于每 1000 個(gè)受管用戶,每用戶可節(jié)省$70K
- 幫助臺(tái)呼叫減少至少1/3,對(duì)于 10K 員工的公司,每年可以節(jié)省每用戶 $75,或者合計(jì) $648K
- 生產(chǎn)力提高:每個(gè)新員工可節(jié)省 $1K,每個(gè)老員工可節(jié)省 $350 ?資料來(lái)源:Giga
- ROI 回報(bào):7.5 到 13 個(gè)月 ?資料來(lái)源:Gartner
另外,使用“單點(diǎn)登錄”還是SOA時(shí)代的需求之一。在面向服務(wù)的架構(gòu)中,服務(wù)和服務(wù)之間,程序和程序之間的通訊大量存在,服務(wù)之間的安全認(rèn)證是SOA應(yīng)用的難點(diǎn)之一,應(yīng)此建立“單點(diǎn)登錄”的系統(tǒng)體系能夠大大簡(jiǎn)化SOA的安全問(wèn)題,提高服務(wù)之間的合作效率。
2 單點(diǎn)登陸的技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制
隨著SSO技術(shù)的流行,SSO的產(chǎn)品也是滿天飛揚(yáng)。所有著名的軟件廠商都提供了相應(yīng)的解決方案。在這里我并不想介紹自己公司(Sun Microsystems)的產(chǎn)品,而是對(duì)SSO技術(shù)本身進(jìn)行解析,并且提供自己開(kāi)發(fā)這一類(lèi)產(chǎn)品的方法和簡(jiǎn)單演示。有關(guān)我寫(xiě)這篇文章的目的,請(qǐng)參考我的博客(http://yuwang881.blog.sohu.com/3184816.html)。
單點(diǎn)登錄的機(jī)制其實(shí)是比較簡(jiǎn)單的,用一個(gè)現(xiàn)實(shí)中的例子做比較。頤和園是北京著名的旅游景點(diǎn),也是我常去的地方。在頤和園內(nèi)部有許多獨(dú)立的景點(diǎn),例如“蘇州街”、“佛香閣”和“德和園”,都可以在各個(gè)景點(diǎn)門(mén)口單獨(dú)買(mǎi)票。很多游客需要游玩所有德景點(diǎn),這種買(mǎi)票方式很不方便,需要在每個(gè)景點(diǎn)門(mén)口排隊(duì)買(mǎi)票,錢(qián)包拿進(jìn)拿出的,容易丟失,很不安全。于是絕大多數(shù)游客選擇在大門(mén)口買(mǎi)一張通票(也叫套票),就可以玩遍所有的景點(diǎn)而不需要重新再買(mǎi)票。他們只需要在每個(gè)景點(diǎn)門(mén)口出示一下剛才買(mǎi)的套票就能夠被允許進(jìn)入每個(gè)獨(dú)立的景點(diǎn)。
單點(diǎn)登錄的機(jī)制也一樣,如下圖所示,當(dāng)用戶第一次訪問(wèn)應(yīng)用系統(tǒng)1的時(shí)候,因?yàn)檫€沒(méi)有登錄,會(huì)被引導(dǎo)到認(rèn)證系統(tǒng)中進(jìn)行登錄(1);根據(jù)用戶提供的登錄信息,認(rèn)證系統(tǒng)進(jìn)行身份效驗(yàn),如果通過(guò)效驗(yàn),應(yīng)該返回給用戶一個(gè)認(rèn)證的憑據(jù)--ticket(2);用戶再訪問(wèn)別的應(yīng)用的時(shí)候(3,5)就會(huì)將這個(gè)ticket帶上,作為自己認(rèn)證的憑據(jù),應(yīng)用系統(tǒng)接受到請(qǐng)求之后會(huì)把ticket送到認(rèn)證系統(tǒng)進(jìn)行效驗(yàn),檢查ticket的合法性(4,6)。如果通過(guò)效驗(yàn),用戶就可以在不用再次登錄的情況下訪問(wèn)應(yīng)用系統(tǒng)2和應(yīng)用系統(tǒng)3了。
從上面的視圖可以看出,要實(shí)現(xiàn)SSO,需要以下主要的功能:
- 所有應(yīng)用系統(tǒng)共享一個(gè)身份認(rèn)證系統(tǒng)。
統(tǒng)一的認(rèn)證系統(tǒng)是SSO的前提之一。認(rèn)證系統(tǒng)的主要功能是將用戶的登錄信息和用戶信息庫(kù)相比較,對(duì)用戶進(jìn)行登錄認(rèn)證;認(rèn)證成功后,認(rèn)證系統(tǒng)應(yīng)該生成統(tǒng)一的認(rèn)證標(biāo)志(ticket),返還給用戶。另外,認(rèn)證系統(tǒng)還應(yīng)該對(duì)ticket進(jìn)行效驗(yàn),判斷其有效性。
- 所有應(yīng)用系統(tǒng)能夠識(shí)別和提取ticket信息
要實(shí)現(xiàn)SSO的功能,讓用戶只登錄一次,就必須讓?xiě)?yīng)用系統(tǒng)能夠識(shí)別已經(jīng)登錄過(guò)的用戶。應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該能對(duì)ticket進(jìn)行識(shí)別和提取,通過(guò)與認(rèn)證系統(tǒng)的通訊,能自動(dòng)判斷當(dāng)前用戶是否登錄過(guò),從而完成單點(diǎn)登錄的功能。
上面的功能只是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的SSO架構(gòu),在現(xiàn)實(shí)情況下的SSO有著更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。有兩點(diǎn)需要指出的是:
- 單一的用戶信息數(shù)據(jù)庫(kù)并不是必須的,有許多系統(tǒng)不能將所有的用戶信息都集中存儲(chǔ),應(yīng)該允許用戶信息放置在不同的存儲(chǔ)中,如下圖所示。事實(shí)上,只要統(tǒng)一認(rèn)證系統(tǒng),統(tǒng)一ticket的產(chǎn)生和效驗(yàn),無(wú)論用戶信息存儲(chǔ)在什么地方,都能實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄。
- 統(tǒng)一的認(rèn)證系統(tǒng)并不是說(shuō)只有單個(gè)的認(rèn)證服務(wù)器,如下圖所示,整個(gè)系統(tǒng)可以存在兩個(gè)以上的認(rèn)證服務(wù)器,這些服務(wù)器甚至可以是不同的產(chǎn)品。認(rèn)證服務(wù)器之間要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議,互相交換認(rèn)證信息,就能完成更高級(jí)別的單點(diǎn)登錄。如下圖,當(dāng)用戶在訪問(wèn)應(yīng)用系統(tǒng)1時(shí),由第一個(gè)認(rèn)證服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證后,得到由此服務(wù)器產(chǎn)生的ticket。當(dāng)他訪問(wèn)應(yīng)用系統(tǒng)4的時(shí)候,認(rèn)證服務(wù)器2能夠識(shí)別此ticket是由第一個(gè)服務(wù)器產(chǎn)生的,通過(guò)認(rèn)證服務(wù)器之間標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議(例如SAML)來(lái)交換認(rèn)證信息,仍然能夠完成SSO的功能。
3 WEB-SSO的實(shí)現(xiàn)
隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展,WEB應(yīng)用幾乎統(tǒng)治了絕大部分的軟件應(yīng)用系統(tǒng),因此WEB-SSO是SSO應(yīng)用當(dāng)中最為流行。WEB-SSO有其自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單易用。很多商業(yè)軟件和開(kāi)源軟件都有對(duì)WEB-SSO的實(shí)現(xiàn)。其中值得一提的是OpenSSO (https://opensso.dev.java.net),為用Java實(shí)現(xiàn)WEB-SSO提供架構(gòu)指南和服務(wù)指南,為用戶自己來(lái)實(shí)現(xiàn)WEB-SSO提供了理論的依據(jù)和實(shí)現(xiàn)的方法。
為什么說(shuō)WEB-SSO比較容易實(shí)現(xiàn)呢?這是有WEB應(yīng)用自身的特點(diǎn)決定的。
眾所周知,Web協(xié)議(也就是HTTP)是一個(gè)無(wú)狀態(tài)的協(xié)議。一個(gè)Web應(yīng)用由很多個(gè)Web頁(yè)面組成,每個(gè)頁(yè)面都有唯一的URL來(lái)定義。用戶在瀏覽器的地址欄輸入頁(yè)面的URL,瀏覽器就會(huì)向Web Server去發(fā)送請(qǐng)求。如下圖,瀏覽器向Web服務(wù)器發(fā)送了兩個(gè)請(qǐng)求,申請(qǐng)了兩個(gè)頁(yè)面。這兩個(gè)頁(yè)面的請(qǐng)求是分別使用了兩個(gè)單獨(dú)的HTTP連接。所謂無(wú)狀態(tài)的協(xié)議也就是表現(xiàn)在這里,瀏覽器和Web服務(wù)器會(huì)在第一個(gè)請(qǐng)求完成以后關(guān)閉連接通道,在第二個(gè)請(qǐng)求的時(shí)候重新建立連接。Web服務(wù)器并不區(qū)分哪個(gè)請(qǐng)求來(lái)自哪個(gè)客戶端,對(duì)所有的請(qǐng)求都一視同仁,都是單獨(dú)的連接。這樣的方式大大區(qū)別于傳統(tǒng)的(Client/Server)C/S結(jié)構(gòu),在那樣的應(yīng)用中,客戶端和服務(wù)器端會(huì)建立一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的專用的連接通道。正是因?yàn)橛辛藷o(wú)狀態(tài)的特性,每個(gè)連接資源能夠很快被其他客戶端所重用,一臺(tái)Web服務(wù)器才能夠同時(shí)服務(wù)于成千上萬(wàn)的客戶端。
但是我們通常的應(yīng)用是有狀態(tài)的。先不用提不同應(yīng)用之間的SSO,在同一個(gè)應(yīng)用中也需要保存用戶的登錄身份信息。例如用戶在訪問(wèn)頁(yè)面1的時(shí)候進(jìn)行了登錄,但是剛才也提到,客戶端的每個(gè)請(qǐng)求都是單獨(dú)的連接,當(dāng)客戶再次訪問(wèn)頁(yè)面2的時(shí)候,如何才能告訴Web服務(wù)器,客戶剛才已經(jīng)登錄過(guò)了呢?瀏覽器和服務(wù)器之間有約定:通過(guò)使用cookie技術(shù)來(lái)維護(hù)應(yīng)用的狀態(tài)。Cookie是可以被Web服務(wù)器設(shè)置的字符串,并且可以保存在瀏覽器中。如下圖所示,當(dāng)瀏覽器訪問(wèn)了頁(yè)面1時(shí),web服務(wù)器設(shè)置了一個(gè)cookie,并將這個(gè)cookie和頁(yè)面1一起返回給瀏覽器,瀏覽器接到cookie之后,就會(huì)保存起來(lái),在它訪問(wèn)頁(yè)面2的時(shí)候會(huì)把這個(gè)cookie也帶上,Web服務(wù)器接到請(qǐng)求時(shí)也能讀出cookie的值,根據(jù)cookie值的內(nèi)容就可以判斷和恢復(fù)一些用戶的信息狀態(tài)。
Web-SSO完全可以利用Cookie結(jié)束來(lái)完成用戶登錄信息的保存,將瀏覽器中的Cookie和上文中的Ticket結(jié)合起來(lái),完成SSO的功能。
為了完成一個(gè)簡(jiǎn)單的SSO的功能,需要兩個(gè)部分的合作:
- 統(tǒng)一的身份認(rèn)證服務(wù)。
- 修改Web應(yīng)用,使得每個(gè)應(yīng)用都通過(guò)這個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)證服務(wù)來(lái)進(jìn)行身份效驗(yàn)。
3.1 Web SSO 的樣例
根據(jù)上面的原理,我用J2EE的技術(shù)(JSP和Servlet)完成了一個(gè)具有Web-SSO的簡(jiǎn)單樣例。樣例包含一個(gè)身份認(rèn)證的服務(wù)器和兩個(gè)簡(jiǎn)單的Web應(yīng)用,使得這兩個(gè) Web應(yīng)用通過(guò)統(tǒng)一的身份認(rèn)證服務(wù)來(lái)完成Web-SSO的功能。此樣例所有的源代碼和二進(jìn)制代碼都可以從網(wǎng)站地址http://gceclub.sun.com.cn/wangyu/ 下載。
樣例下載、安裝部署和運(yùn)行指南:
- Web-SSO的樣例是由三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)Web應(yīng)用組成,壓縮成三個(gè)zip文件,從http://gceclub.sun.com.cn/wangyu/web-sso/中下載。其中SSOAuth(http://gceclub.sun.com.cn/wangyu/web-sso/SSOAuth.zip)是身份認(rèn)證服務(wù);SSOWebDemo1(http://gceclub.sun.com.cn/wangyu/web-sso/SSOWebDemo1.zip)和SSOWebDemo2(http://gceclub.sun.com.cn/wangyu/web-sso/SSOWebDemo2.zip)是兩個(gè)用來(lái)演示單點(diǎn)登錄的Web應(yīng)用。這三個(gè)Web應(yīng)用之所以沒(méi)有打成war包,是因?yàn)樗鼈儾荒苤苯硬渴?,根?jù)讀者的部署環(huán)境需要作出小小的修改。樣例部署和運(yùn)行的環(huán)境有一定的要求,需要符合Servlet2.3以上標(biāo)準(zhǔn)的J2EE容器才能運(yùn)行(例如Tomcat5,Sun Application Server 8, Jboss 4等)。另外,身份認(rèn)證服務(wù)需要JDK1.5的運(yùn)行環(huán)境。之所以要用JDK1.5是因?yàn)楣P者使用了一個(gè)線程安全的高性能的Java集合類(lèi)“ConcurrentMap”,只有在JDK1.5中才有。
- 這三個(gè)Web應(yīng)用完全可以單獨(dú)部署,它們可以分別部署在不同的機(jī)器,不同的操作系統(tǒng)和不同的J2EE的產(chǎn)品上,它們完全是標(biāo)準(zhǔn)的和平臺(tái)無(wú)關(guān)的應(yīng)用。但是有一個(gè)限制,那兩臺(tái)部署應(yīng)用(demo1、demo2)的機(jī)器的域名需要相同,這在后面的章節(jié)中會(huì)解釋到cookie和domain的關(guān)系以及如何制作跨域的WEB-SSO
- 解壓縮SSOAuth.zip文件,在/WEB-INF/下的web.xml中請(qǐng)修改“domainname”的屬性以反映實(shí)際的應(yīng)用部署情況,domainname需要設(shè)置為兩個(gè)單點(diǎn)登錄的應(yīng)用(demo1和demo2)所屬的域名。這個(gè)domainname和當(dāng)前SSOAuth服務(wù)部署的機(jī)器的域名沒(méi)有關(guān)系。我缺省設(shè)置的是“.sun.com”。如果你部署demo1和demo2的機(jī)器沒(méi)有域名,請(qǐng)輸入IP地址或主機(jī)名(如localhost),但是如果使用IP地址或主機(jī)名也就意味著demo1和demo2需要部署到一臺(tái)機(jī)器上了。設(shè)置完后,根據(jù)你所選擇的J2EE容器,可能需要將SSOAuth這個(gè)目錄壓縮打包成war文件。用“jar -cvf SSOAuth.war SSOAuth/”就可以完成這個(gè)功能。
- 解壓縮SSOWebDemo1和SSOWebDemo2文件,分別在它們/WEB-INF/下找到web.xml文件,請(qǐng)修改其中的幾個(gè)初始化參數(shù)
<init-param>
<param-name>SSOServiceURL</param-name>
<param-value>http://wangyu.prc.sun.com:8080/SSOAuth/SSOAuth</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>SSOLoginPage</param-name>
<param-value>http://wangyu.prc.sun.com:8080/SSOAuth/login.jsp</param-value>
</init-param>
將其中的SSOServiceURL和SSOLoginPage修改成部署SSOAuth應(yīng)用的機(jī)器名、端口號(hào)以及根路徑(缺省是SSOAuth)以反映實(shí)際的部署情況。設(shè)置完后,根據(jù)你所選擇的J2EE容器,可能需要將SSOWebDemo1和SSOWebDemo2這兩個(gè)目錄壓縮打包成兩個(gè)war文件。用“jar -cvf SSOWebDemo1.war SSOWebDemo1/”就可以完成這個(gè)功能。
- 請(qǐng)輸入第一個(gè)web應(yīng)用的測(cè)試URL(test.jsp),例如http://wangyu.prc.sun.com:8080/ SSOWebDemo1/test.jsp,如果是第一次訪問(wèn),便會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到登錄界面,如下圖
- 使用系統(tǒng)自帶的三個(gè)賬號(hào)之一登錄(例如,用戶名:wangyu,密碼:wangyu),便能成功的看到test.jsp的內(nèi)容:顯示當(dāng)前用戶名和歡迎信息。
- 請(qǐng)接著在同一個(gè)瀏覽器中輸入第二個(gè)web應(yīng)用的測(cè)試URL(test.jsp),例如http://wangyu.prc.sun.com:8080/ SSOWebDemo2/test.jsp。你會(huì)發(fā)現(xiàn),不需要再次登錄就能看到test.jsp的內(nèi)容,同樣是顯示當(dāng)前用戶名和歡迎信息,而且歡迎信息中明確的顯示當(dāng)前的應(yīng)用名稱(demo2)。
3.2 WEB-SSO代碼講解
3.2.1身份認(rèn)證服務(wù)代碼解析
Web-SSO的源代碼可以從網(wǎng)站地址http://gceclub.sun.com.cn/wangyu/web-sso/websso_src.zip下載。身份認(rèn)證服務(wù)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的web應(yīng)用,包括一個(gè)名為SSOAuth的Servlet,一個(gè)login.jsp文件和一個(gè)failed.html。身份認(rèn)證的所有服務(wù)幾乎都由SSOAuth的Servlet來(lái)實(shí)現(xiàn)了;login.jsp用來(lái)顯示登錄的頁(yè)面(如果發(fā)現(xiàn)用戶還沒(méi)有登錄過(guò));failed.html是用來(lái)顯示登錄失敗的信息(如果用戶的用戶名和密碼與信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的不一樣)。
SSOAuth的代碼如下面的列表顯示,結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,先看看這個(gè)Servlet的主體部分:
package DesktopSSO;
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.text.*;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
public class SSOAuth extends HttpServlet {
static private ConcurrentMap accounts;
static private ConcurrentMap SSOIDs;
String cookiename="WangYuDesktopSSOID";
String domainname;
public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
super.init(config);
domainname= config.getInitParameter("domainname");
cookiename = config.getInitParameter("cookiename");
SSOIDs = new ConcurrentHashMap();
accounts=new ConcurrentHashMap();
accounts.put("wangyu", "wangyu");
accounts.put("paul", "paul");
accounts.put("carol", "carol");
}
protected void processRequest(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
PrintWriter out = response.getWriter();
String action = request.getParameter("action");
String result="failed";
if (action==null) {
handlerFromLogin(request,response);
} else if (action.equals("authcookie")){
String myCookie = request.getParameter("cookiename");
if (myCookie != null) result = authCookie(myCookie);
out.print(result);
out.close();
} else if (action.equals("authuser")) {
result=authNameAndPasswd(request,response);
out.print(result);
out.close();
} else if (action.equals("logout")) {
String myCookie = request.getParameter("cookiename");
logout(myCookie);
out.close();
}
}
.....
}
|
從代碼很容易看出,SSOAuth就是一個(gè)簡(jiǎn)單的Servlet。其中有兩個(gè)靜態(tài)成員變量:accounts和SSOIDs,這兩個(gè)成員變量都使用了JDK1.5中線程安全的MAP類(lèi): ConcurrentMap,所以這個(gè)樣例一定要JDK1.5才能運(yùn)行。Accounts用來(lái)存放用戶的用戶名和密碼,在init()的方法中可以看到我給系統(tǒng)添加了三個(gè)合法的用戶。在實(shí)際應(yīng)用中,accounts應(yīng)該是去數(shù)據(jù)庫(kù)中或LDAP中獲得,為了簡(jiǎn)單起見(jiàn),在本樣例中我使用了ConcurrentMap在內(nèi)存中用程序創(chuàng)建了三個(gè)用戶。而SSOIDs保存了在用戶成功的登錄后所產(chǎn)生的cookie和用戶名的對(duì)應(yīng)關(guān)系。它的功能顯而易見(jiàn):當(dāng)用戶成功登錄以后,再次訪問(wèn)別的系統(tǒng),為了鑒別這個(gè)用戶請(qǐng)求所帶的cookie的有效性,需要到SSOIDs中檢查這樣的映射關(guān)系是否存在。
在主要的請(qǐng)求處理方法processRequest()中,可以很清楚的看到SSOAuth的所有功能
- 如果用戶還沒(méi)有登錄過(guò),是第一次登錄本系統(tǒng),會(huì)被跳轉(zhuǎn)到login.jsp頁(yè)面(在后面會(huì)解釋如何跳轉(zhuǎn))。用戶在提供了用戶名和密碼以后,就會(huì)用handlerFromLogin()這個(gè)方法來(lái)驗(yàn)證。
- 如果用戶已經(jīng)登錄過(guò)本系統(tǒng),再訪問(wèn)別的應(yīng)用的時(shí)候,是不需要再次登錄的。因?yàn)闉g覽器會(huì)將第一次登錄時(shí)產(chǎn)生的cookie和請(qǐng)求一起發(fā)送。效驗(yàn)cookie的有效性是SSOAuth的主要功能之一。
- SSOAuth還能直接效驗(yàn)非login.jsp頁(yè)面過(guò)來(lái)的用戶名和密碼的效驗(yàn)請(qǐng)求。這個(gè)功能是用于非web應(yīng)用的SSO,這在后面的桌面SSO中會(huì)用到。
- SSOAuth還提供logout服務(wù)。
下面看看幾個(gè)主要的功能函數(shù):
private void handlerFromLogin(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
String username = request.getParameter("username");
String password = request.getParameter("password");
String pass = (String)accounts.get(username);
if ((pass==null)||(!pass.equals(password)))
getServletContext().getRequestDispatcher("/failed.html").forward(request, response);
else {
String gotoURL = request.getParameter("goto");
String newID = createUID();
SSOIDs.put(newID, username);
Cookie wangyu = new Cookie(cookiename, newID);
wangyu.setDomain(domainname);
wangyu.setMaxAge(60000);
wangyu.setValue(newID);
wangyu.setPath("/");
response.addCookie(wangyu);
System.out.println("login success, goto back url:" + gotoURL);
if (gotoURL != null) {
PrintWriter out = response.getWriter();
response.sendRedirect(gotoURL);
out.close();
}
}
}
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handlerFromLogin()這個(gè)方法是用來(lái)處理來(lái)自login.jsp的登錄請(qǐng)求。它的邏輯很簡(jiǎn)單:將用戶輸入的用戶名和密碼與預(yù)先設(shè)定好的用戶集合(存放在accounts中)相比較,如果用戶名或密碼不匹配的話,則返回登錄失敗的頁(yè)面(failed.html),如果登錄成功的話,需要為用戶當(dāng)前的session創(chuàng)建一個(gè)新的ID,并將這個(gè)ID和用戶名的映射關(guān)系存放到SSOIDs中,最后還要將這個(gè)ID設(shè)置為瀏覽器能夠保存的cookie值。
登錄成功后,瀏覽器會(huì)到哪個(gè)頁(yè)面呢?那我們回顧一下我們是如何使用身份認(rèn)證服務(wù)的。一般來(lái)說(shuō)我們不會(huì)直接訪問(wèn)身份服務(wù)的任何URL,包括login.jsp。身份服務(wù)是用來(lái)保護(hù)其他應(yīng)用服務(wù)的,用戶一般在訪問(wèn)一個(gè)受SSOAuth保護(hù)的Web應(yīng)用的某個(gè)URL時(shí),當(dāng)前這個(gè)應(yīng)用會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的用戶還沒(méi)有登錄,便強(qiáng)制將也頁(yè)面轉(zhuǎn)向SSOAuth的login.jsp,讓用戶登錄。如果登錄成功后,應(yīng)該自動(dòng)的將用戶的瀏覽器指向用戶最初想訪問(wèn)的那個(gè)URL。在handlerFromLogin()這個(gè)方法中,我們通過(guò)接收“goto”這個(gè)參數(shù)來(lái)保存用戶最初訪問(wèn)的URL,成功后便重新定向到這個(gè)頁(yè)面中。
另外一個(gè)要說(shuō)明的是,在設(shè)置cookie的時(shí)候,我使用了一個(gè)setMaxAge(6000)的方法。這個(gè)方法是用來(lái)設(shè)置cookie的有效期,單位是秒。如果不使用這個(gè)方法或者參數(shù)為負(fù)數(shù)的話,當(dāng)瀏覽器關(guān)閉的時(shí)候,這個(gè)cookie就失效了。在這里我給了很大的值(1000分鐘),導(dǎo)致的行為是:當(dāng)你關(guān)閉瀏覽器(或者關(guān)機(jī)),下次再打開(kāi)瀏覽器訪問(wèn)剛才的應(yīng)用,只要在1000分鐘之內(nèi),就不需要再登錄了。我這樣做是下面要介紹的桌面SSO中所需要的功能。
其他的方法更加簡(jiǎn)單,這里就不多解釋了。
3.2.2具有SSO功能的web應(yīng)用源代碼解析
要實(shí)現(xiàn)WEB-SSO的功能,只有身份認(rèn)證服務(wù)是不夠的。這點(diǎn)很顯然,要想使多個(gè)應(yīng)用具有單點(diǎn)登錄的功能,還需要每個(gè)應(yīng)用本身的配合:將自己的身份認(rèn)證的服務(wù)交給一個(gè)統(tǒng)一的身份認(rèn)證服務(wù)-SSOAuth。SSOAuth服務(wù)中提供的各個(gè)方法就是供每個(gè)加入SSO的Web應(yīng)用來(lái)調(diào)用的。
一般來(lái)說(shuō),Web應(yīng)用需要SSO的功能,應(yīng)該通過(guò)以下的交互過(guò)程來(lái)調(diào)用身份認(rèn)證服務(wù)的提供的認(rèn)證服務(wù):
- Web應(yīng)用中每一個(gè)需要安全保護(hù)的URL在訪問(wèn)以前,都需要進(jìn)行安全檢查,如果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有登錄(沒(méi)有發(fā)現(xiàn)認(rèn)證之后所帶的cookie),就重新定向到SSOAuth中的login.jsp進(jìn)行登錄。
- 登錄成功后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給你的瀏覽器設(shè)置cookie,證明你已經(jīng)登錄過(guò)了。
- 當(dāng)你再訪問(wèn)這個(gè)應(yīng)用的需要保護(hù)的URL的時(shí)候,系統(tǒng)還是要進(jìn)行安全檢查的,但是這次系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的cookie。
- 有了這個(gè)cookie,還不能證明你就一定有權(quán)限訪問(wèn)。因?yàn)橛锌赡苣阋呀?jīng)logout,或者cookie已經(jīng)過(guò)期了,或者身份認(rèn)證服務(wù)重起過(guò),這些情況下,你的cookie都可能無(wú)效。應(yīng)用系統(tǒng)拿到這個(gè)cookie,還需要調(diào)用身份認(rèn)證的服務(wù),來(lái)判斷cookie時(shí)候真的有效,以及當(dāng)前的cookie對(duì)應(yīng)的用戶是誰(shuí)。
- 如果cookie效驗(yàn)成功,就允許用戶訪問(wèn)當(dāng)前請(qǐng)求的資源。
以上這些功能,可以用很多方法來(lái)實(shí)現(xiàn):
- 在每個(gè)被訪問(wèn)的資源中(JSP或Servlet)中都加入身份認(rèn)證的服務(wù),來(lái)獲得cookie,并且判斷當(dāng)前用戶是否登錄過(guò)。不過(guò)這個(gè)笨方法沒(méi)有人會(huì)用:-)。
- 可以通過(guò)一個(gè)controller,將所有的功能都寫(xiě)到一個(gè)servlet中,然后在URL映射的時(shí)候,映射到所有需要保護(hù)的URL集合中(例如*.jsp,/security/*等)。這個(gè)方法可以使用,不過(guò),它的缺點(diǎn)是不能重用。在每個(gè)應(yīng)用中都要部署一個(gè)相同的servlet。
- Filter是比較好的方法。符合Servlet2.3以上的J2EE容器就具有部署filter的功能。(Filter的使用可以參考JavaWolrd的文章http://www.javaworld.com/javaworld/jw-06-2001/jw-0622-filters.html)Filter是一個(gè)具有很好的模塊化,可重用的編程API,用在SSO正合適不過(guò)。本樣例就是使用一個(gè)filter來(lái)完成以上的功能。
package SSO;
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
import java.text.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import javax.servlet.*;
import org.apache.commons.httpclient.*;
import org.apache.commons.httpclient.methods.GetMethod;
public class SSOFilter implements Filter {
private FilterConfig filterConfig = null;
private String cookieName="WangYuDesktopSSOID";
private String SSOServiceURL= "http://wangyu.prc.sun.com:8080/SSOAuth/SSOAuth";
private String SSOLoginPage= "http://wangyu.prc.sun.com:8080/SSOAuth/login.jsp";
public void init(FilterConfig filterConfig) {
this.filterConfig = filterConfig;
if (filterConfig != null) {
if (debug) {
log("SSOFilter:Initializing filter");
}
}
cookieName = filterConfig.getInitParameter("cookieName");
SSOServiceURL = filterConfig.getInitParameter("SSOServiceURL");
SSOLoginPage = filterConfig.getInitParameter("SSOLoginPage");
}
.....
.....
}
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以上的初始化的源代碼有兩點(diǎn)需要說(shuō)明:一是有兩個(gè)需要配置的參數(shù)SSOServiceURL和SSOLoginPage。因?yàn)楫?dāng)前的Web應(yīng)用很可能和身份認(rèn)證服務(wù)(SSOAuth)不在同一臺(tái)機(jī)器上,所以需要讓這個(gè)filter知道身份認(rèn)證服務(wù)部署的URL,這樣才能去調(diào)用它的服務(wù)。另外一點(diǎn)就是由于身份認(rèn)證的服務(wù)調(diào)用是要通過(guò)http協(xié)議來(lái)調(diào)用的(在本樣例中是這樣設(shè)計(jì)的,讀者完全可以設(shè)計(jì)自己的身份服務(wù),使用別的調(diào)用協(xié)議,如RMI或SOAP等等),所有筆者引用了apache的commons工具包(詳細(xì)信息情訪問(wèn)apache 的網(wǎng)站http://jakarta.apache.org/commons/index.html),其中的“httpclient”可以大大簡(jiǎn)化http調(diào)用的編程。
下面看看filter的主體方法doFilter():
public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
if (debug) log("SSOFilter:doFilter()");
HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;
HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) res;
String result="failed";
String url = request.getRequestURL().toString();
String qstring = request.getQueryString();
if (qstring == null) qstring ="";
//檢查http請(qǐng)求的head是否有需要的cookie
String cookieValue ="";
javax.servlet.http.Cookie[] diskCookies = request.getCookies();
if (diskCookies != null) {
for (int i = 0; i < diskCookies.length; i++) {
if(diskCookies[i].getName().equals(cookieName)){
cookieValue = diskCookies[i].getValue();
//如果找到了相應(yīng)的cookie則效驗(yàn)其有效性
result = SSOService(cookieValue);
if (debug) log("found cookies!");
}
}
}
if (result.equals("failed")) { //效驗(yàn)失敗或沒(méi)有找到cookie,則需要登錄
response.sendRedirect(SSOLoginPage+"?goto="+url);
} else if (qstring.indexOf("logout") > 1) {//logout服務(wù)
if (debug) log("logout action!");
logoutService(cookieValue);
response.sendRedirect(SSOLoginPage+"?goto="+url);
} else {//效驗(yàn)成功
request.setAttribute("SSOUser",result);
Throwable problem = null;
try {
chain.doFilter(req, res);
} catch(Throwable t) {
problem = t;
t.printStackTrace();
}
if (problem != null) {
if (problem instanceof ServletException) throw (ServletException)problem;
if (problem instanceof IOException) throw (IOException)problem;
sendProcessingError(problem, res);
}
}
}
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doFilter()方法的邏輯也是非常簡(jiǎn)單的,在接收到請(qǐng)求的時(shí)候,先去查找是否存在期望的cookie值,如果找到了,就會(huì)調(diào)用SSOService(cookieValue)去效驗(yàn)這個(gè)cookie的有效性。如果cookie效驗(yàn)不成功或者cookie根本不存在,就會(huì)直接轉(zhuǎn)到登錄界面讓用戶登錄;如果cookie效驗(yàn)成功,就不會(huì)做任何阻攔,讓此請(qǐng)求進(jìn)行下去。在配置文件中,有下面的一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示了此filter的URL映射關(guān)系:只攔截所有的jsp請(qǐng)求。
<filter-mapping>
<filter-name>SSOFilter</filter-name>
<url-pattern>*.jsp</url-pattern>
</filter-mapping>
下面還有幾個(gè)主要的函數(shù)需要說(shuō)明:
private String SSOService(String cookievalue) throws IOException {
String authAction = "?action=authcookie&cookiename=";
HttpClient httpclient = new HttpClient();
GetMethod httpget = new GetMethod(SSOServiceURL+authAction+cookievalue);
try {
httpclient.executeMethod(httpget);
String result = httpget.getResponseBodyAsString();
return result;
} finally {
httpget.releaseConnection();
}
}
private void logoutService(String cookievalue) throws IOException {
String authAction = "?action=logout&cookiename=";
HttpClient httpclient = new HttpClient();
GetMethod httpget = new GetMethod(SSOServiceURL+authAction+cookievalue);
try {
httpclient.executeMethod(httpget);
httpget.getResponseBodyAsString();
} finally {
httpget.releaseConnection();
}
}
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這兩個(gè)函數(shù)主要是利用apache中的httpclient訪問(wèn)SSOAuth提供的認(rèn)證服務(wù)來(lái)完成效驗(yàn)cookie和logout的功能。
其他的函數(shù)都很簡(jiǎn)單,有很多都是我的IDE(NetBeans)替我自動(dòng)生成的。
4 當(dāng)前方案的安全局限性
當(dāng)前這個(gè)WEB-SSO的方案是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的雛形,主要是用來(lái)演示SSO的概念和說(shuō)明SSO技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式。有很多方面還需要完善,其中安全性是非常重要的一個(gè)方面。
我們說(shuō)過(guò),采用SSO技術(shù)的主要目的之一就是加強(qiáng)安全性,降低安全風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)椴捎昧?/span>SSO,在網(wǎng)絡(luò)上傳遞密碼的次數(shù)減少,風(fēng)險(xiǎn)降低是顯然的,但是當(dāng)前的方案卻有其他的安全風(fēng)險(xiǎn)。由于cookie是一個(gè)用戶登錄的唯一憑據(jù),對(duì)cookie的保護(hù)措施是系統(tǒng)安全的重要環(huán)節(jié):
- cookie的長(zhǎng)度和復(fù)雜度
在本方案中,cookie是有一個(gè)固定的字符串(我的姓名)加上當(dāng)前的時(shí)間戳。這樣的cookie很容易被偽造和猜測(cè)。懷有惡意的用戶如果猜測(cè)到合法的cookie就可以被當(dāng)作已經(jīng)登錄的用戶,任意訪問(wèn)權(quán)限范圍內(nèi)的資源
- cookie的效驗(yàn)和保護(hù)
在本方案中,雖然密碼只要傳輸一次就夠了,可cookie在網(wǎng)絡(luò)中是經(jīng)常傳來(lái)傳去。一些網(wǎng)絡(luò)探測(cè)工具(如sniff, snoop,tcpdump等)可以很容易捕獲到cookie的數(shù)值。在本方案中,并沒(méi)有考慮cookie在傳輸時(shí)候的保護(hù)。另外對(duì)cookie的效驗(yàn)也過(guò)于簡(jiǎn)單,并不去檢查發(fā)送cookie的來(lái)源究竟是不是cookie最初的擁有者,也就是說(shuō)無(wú)法區(qū)分正常的用戶和仿造cookie的用戶。
- 當(dāng)其中一個(gè)應(yīng)用的安全性不好,其他所有的應(yīng)用都會(huì)受到安全威脅
因?yàn)橛?/span>SSO,所以當(dāng)某個(gè)處于 SSO的應(yīng)用被黒客攻破,那么很容易攻破其他處于同一個(gè)SSO保護(hù)的應(yīng)用。
這些安全漏洞在商業(yè)的SSO解決方案中都會(huì)有所考慮,提供相關(guān)的安全措施和保護(hù)手段,例如Sun公司的Access Manager,cookie的復(fù)雜讀和對(duì)cookie的保護(hù)都做得非常好。另外在OpneSSO (https://opensso.dev.java.net)的架構(gòu)指南中也給出了部分安全措施的解決方案。
5 當(dāng)前方案的功能和性能局限性
除了安全性,當(dāng)前方案在功能和性能上都需要很多的改進(jìn):
- 當(dāng)前所提供的登錄認(rèn)證模式只有一種:用戶名和密碼,而且為了簡(jiǎn)單,將用戶名和密碼放在內(nèi)存當(dāng)中。事實(shí)上,用戶身份信息的來(lái)源應(yīng)該是多種多樣的,可以是來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)中,LDAP中,甚至于來(lái)自操作系統(tǒng)自身的用戶列表。還有很多其他的認(rèn)證模式都是商務(wù)應(yīng)用不可缺少的,因此SSO的解決方案應(yīng)該包括各種認(rèn)證的模式,包括數(shù)字證書(shū),Radius, SafeWord ,MemberShip,SecurID等多種方式。最為靈活的方式應(yīng)該允許可插入的JAAS框架來(lái)擴(kuò)展身份認(rèn)證的接口
- 我們編寫(xiě)的Filter只能用于J2EE的應(yīng)用,而對(duì)于大量非Java的Web應(yīng)用,卻無(wú)法提供SSO服務(wù)。
- 在將Filter應(yīng)用到Web應(yīng)用的時(shí)候,需要對(duì)容器上的每一個(gè)應(yīng)用都要做相應(yīng)的修改,重新部署。而更加流行的做法是Agent機(jī)制:為每一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器安裝一個(gè)agent,就可以將SSO功能應(yīng)用到這個(gè)應(yīng)用服務(wù)器中的所有應(yīng)用。
- 當(dāng)前的方案不能支持分別位于不同domain的Web應(yīng)用進(jìn)行SSO。這是因?yàn)闉g覽器在訪問(wèn)Web服務(wù)器的時(shí)候,僅僅會(huì)帶上和當(dāng)前web服務(wù)器具有相同domain名稱的那些cookie。要提供跨域的SSO的解決方案有很多其他的方法,在這里就不多說(shuō)了。Sun的Access Manager就具有跨域的SSO的功能。
- 另外,Filter的性能問(wèn)題也是需要重視的方面。因?yàn)?/span>Filter會(huì)截獲每一個(gè)符合URL映射規(guī)則的請(qǐng)求,獲得cookie,驗(yàn)證其有效性。這一系列任務(wù)是比較消耗資源的,特別是驗(yàn)證cookie有效性是一個(gè)遠(yuǎn)程的http的調(diào)用,來(lái)訪問(wèn)SSOAuth的認(rèn)證服務(wù),有一定的延時(shí)。因此在性能上需要做進(jìn)一步的提高。例如在本樣例中,如果將URL映射從“.jsp”改成“/*”,也就是說(shuō)filter對(duì)所有的請(qǐng)求都起作用,整個(gè)應(yīng)用會(huì)變得非常慢。這是因?yàn)?,?yè)面當(dāng)中包含了各種靜態(tài)元素如gif圖片,css樣式文件,和其他html靜態(tài)頁(yè)面,這些頁(yè)面的訪問(wèn)都要通過(guò)filter去驗(yàn)證。而事實(shí)上,這些靜態(tài)元素沒(méi)有什么安全上的需求,應(yīng)該在filter中進(jìn)行判斷,不去效驗(yàn)這些請(qǐng)求,性能會(huì)好很多。另外,如果在filter中加上一定的cache,而不需要每一個(gè)cookie效驗(yàn)請(qǐng)求都去遠(yuǎn)端的身份認(rèn)證服務(wù)中執(zhí)行,性能也能大幅度提高。
- 另外系統(tǒng)還需要很多其他的服務(wù),如在內(nèi)存中定時(shí)刪除無(wú)用的cookie映射等等,都是一個(gè)嚴(yán)肅的解決方案需要考慮的問(wèn)題。
6 桌面SSO的實(shí)現(xiàn)
從WEB-SSO的概念延伸開(kāi),我們可以把SSO的技術(shù)拓展到整個(gè)桌面的應(yīng)用,不僅僅局限在瀏覽器。SSO的概念和原則都沒(méi)有改變,只需要再做一點(diǎn)點(diǎn)的工作,就可以完成桌面 SSO 的應(yīng)用。
桌面SSO和WEB-SSO一樣,關(guān)鍵的技術(shù)也在于如何在用戶登錄過(guò)后保存登錄的憑據(jù)。在WEB-SSO中,登錄的憑據(jù)是靠瀏覽器的cookie機(jī)制來(lái)完成的;在桌面應(yīng)用中,可以將登錄的憑證保存到任何地方,只要所有SSO的桌面應(yīng)用都共享這個(gè)憑證。
6.1桌面樣例的部署
- 運(yùn)行此桌面SSO需要三個(gè)前提條件:
a) WEB-SSO的身份認(rèn)證應(yīng)用應(yīng)該正在運(yùn)行,因?yàn)槲覀冊(cè)谧烂?/span>SSO當(dāng)中需要用到統(tǒng)一的認(rèn)證服務(wù)
b) 當(dāng)前桌面需要運(yùn)行Mozilla或Netscape瀏覽器,因?yàn)槲覀儗?/span>ticket保存到mozilla的cookie文件中
c) 必須在JDK1.4以上運(yùn)行。(WEB-SSO需要JDK1.5以上)
- 解開(kāi)desktopsso.zip文件,里面有兩個(gè)目錄bin和lib。
- bin目錄下有一些腳本文件和配置文件,其中config.properties包含了三個(gè)需要配置的參數(shù):
a) SSOServiceURL要指向WebSSO部署的身份認(rèn)證的URL
b) SSOLoginPage要指向WebSSO部署的身份認(rèn)證的登錄頁(yè)面URL
c) cookiefilepath要指向當(dāng)前用戶的mozilla所存放cookie的文件
- 在bin目錄下還有一個(gè)login.conf是用來(lái)配置JAAS登錄模塊,本樣例提供了兩個(gè),讀者可以任意選擇其中一個(gè)(也可以都選),再重新運(yùn)行程序,查看登錄認(rèn)證的變化
- 在bin下的運(yùn)行腳本可能需要作相應(yīng)的修改
a) 如果是在unix下,各個(gè)jar文件需要用“:”來(lái)隔開(kāi),而不是“;”
b) java 運(yùn)行程序需要放置在當(dāng)前運(yùn)行的路徑下,否則需要加上java的路徑全名。
6.2桌面樣例的運(yùn)行
樣例程序包含三個(gè)簡(jiǎn)單的Java控制臺(tái)程序,這三個(gè)程序單獨(dú)運(yùn)行都需要登錄。如果運(yùn)行第一個(gè)命叫“GameSystem”的程序,提示需要輸入用戶名和密碼:
效驗(yàn)成功以后,便會(huì)顯示當(dāng)前登錄的用戶的基本信息等等。
這時(shí)候再運(yùn)行第二個(gè)桌面Java應(yīng)用(mailSystem)的時(shí)候,就不需要再登錄了,直接就顯示出來(lái)剛才登錄的用戶。
第三個(gè)應(yīng)用是logout,運(yùn)行它之后,用戶便退出系統(tǒng)。再訪問(wèn)的時(shí)候,又需要重新登錄了。請(qǐng)讀者再制裁執(zhí)行完logout之后,重新驗(yàn)證一下前兩個(gè)應(yīng)用的SSO:先運(yùn)行第二個(gè)應(yīng)用,再運(yùn)行第一個(gè),會(huì)看到相同的效果。
我們的樣例并沒(méi)有在這里停步,事實(shí)上,本樣例不僅能夠和在幾個(gè)Java應(yīng)用之間SSO,還能和瀏覽器進(jìn)行SSO,也就是將瀏覽器也當(dāng)成是桌面的一部分。這對(duì)一些行業(yè)有著不小的吸引力。
這時(shí)候再打開(kāi)Mozilla瀏覽器,訪問(wèn)以前提到的那兩個(gè)WEB應(yīng)用,會(huì)發(fā)現(xiàn)只要桌面應(yīng)用如果登錄過(guò),Web應(yīng)用就不用再登錄了,而且能顯示剛才登錄的用戶的信息。讀者可以在幾個(gè)桌面和Web應(yīng)用之間進(jìn)行登錄和logout的試驗(yàn),看看它們之間的SSO。
6.3桌面樣例的源碼分析
桌面SSO的樣例使用了JAAS(要了解JAAS的詳細(xì)的信息請(qǐng)參考http://java.sun.com/products/jaas)。JAAS是對(duì)PAM(Pluggable Authentication Module)的Java實(shí)現(xiàn),來(lái)完成 Java應(yīng)用可插拔的安全認(rèn)證模塊。使用JAAS作為Java應(yīng)用的安全認(rèn)證模塊有很多好處,最主要的是不需要修改源代碼就可以更換認(rèn)證方式。例如原有的Java應(yīng)用如果使用JAAS的認(rèn)證,如果需要應(yīng)用SSO,只需要修改JAAS的配置文件就行了。現(xiàn)在在流行的J2EE和其他 Java的產(chǎn)品中,用戶的身份認(rèn)證都是通過(guò)JAAS來(lái)完成的。在樣例中,我們就展示了這個(gè)功能。請(qǐng)看配置文件login.conf
DesktopSSO {
desktopsso.share.PasswordLoginModule required;
desktopsso.share.DesktopSSOLoginModule required;
};
|
當(dāng)我們注解掉第二個(gè)模塊的時(shí)候,只有第一個(gè)模塊起作用。在這個(gè)模塊的作用下,只有test用戶(密碼是12345)才能登錄。當(dāng)我們注解掉第一個(gè)模塊的時(shí)候,只有第二個(gè)模塊起作用,桌面SSO才會(huì)起作用。
所有的Java桌面樣例程序都是標(biāo)準(zhǔn)JAAS應(yīng)用,熟悉JAAS的程序員會(huì)很快了解。JAAS中主要的是登錄模塊(LoginModule)。下面是SSO登錄模塊的源碼:
public class DesktopSSOLoginModule implements LoginModule {
..........
private String SSOServiceURL = "";
private String SSOLoginPage = "";
private static String cookiefilepath = "";
.........
|
在config.properties的文件中,我們配置了它們的值:
SSOServiceURL=http://wangyu.prc.sun.com:8080/SSOAuth/SSOAuth
SSOLoginPage=http://wangyu.prc.sun.com:8080/SSOAuth/login.jsp
cookiefilepath=C:\\Documents and Settings\\yw137672\\Application Data\\Mozilla\\Profiles\\default\\hog6z1ji.slt\\cookies.txt
|
SSOServiceURL和SSOLoginPage成員變量指向了在Web-SSO中用過(guò)的身份認(rèn)證模塊:SSOAuth,這就說(shuō)明在桌面系統(tǒng)中我們?cè)噲D和Web應(yīng)用共用一個(gè)認(rèn)證服務(wù)。而cookiefilepath成員變量則泄露了一個(gè)“天機(jī)”:我們使用了Mozilla瀏覽器的cookie文件來(lái)保存登錄的憑證。換句話說(shuō),和Mozilla共用了一個(gè)保存登錄憑證的機(jī)制。之所以用Mozilla是應(yīng)為它的Cookie文件格式簡(jiǎn)單,很容易編程訪問(wèn)和修改任意的Cookie值。(我試圖解析Internet Explorer的cookie文件但沒(méi)有成功。)
下面是登錄模塊DesktopSSOLoginModule的主體:login()方法。邏輯也是非常簡(jiǎn)單:先用Cookie來(lái)登陸,如果成功,則直接就進(jìn)入系統(tǒng),否則需要用戶輸入用戶名和密碼來(lái)登錄系統(tǒng)。
public boolean login() throws LoginException{
try {
if (Cookielogin()) return true;
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
if (passwordlogin()) return true;
throw new FailedLoginException();
}
|
下面是Cookielogin()方法的實(shí)體,它的邏輯是:先從Cookie文件中獲得相應(yīng)的Cookie值,通過(guò)身份效驗(yàn)服務(wù)效驗(yàn)Cookie的有效性。如果cookie有效就算登錄成功;如果不成功或Cookie不存在,用cookie登錄就算失敗。
public boolean Cookielogin() throws LoginException,IOException {
String cookieValue="";
int cookieIndex =foundCookie();
if (cookieIndex<0)
return false;
else
cookieValue = getCookieValue(cookieIndex);
username = cookieAuth(cookieValue);
if (! username.equals("failed")) {
loginSuccess = true;
return true;
}
return false;
}
|
用用戶名和密碼登錄的方法要復(fù)雜一些,通過(guò)Callback的機(jī)制和屏幕輸入輸出進(jìn)行信息交互,完成用戶登錄信息的獲?。猾@取信息以后通過(guò)userAuth方法來(lái)調(diào)用遠(yuǎn)端SSOAuth的服務(wù)來(lái)判定當(dāng)前登錄的有效性。
public boolean passwordlogin() throws LoginException {
//
// Since we need input from a user, we need a callback handler
if (callbackHandler == null) {
throw new LoginException("No CallbackHandler defined");
}
Callback[] callbacks = new Callback[2];
callbacks[0] = new NameCallback("Username");
callbacks[1] = new PasswordCallback("Password", false);
//
// Call the callback handler to get the username and password
try {
callbackHandler.handle(callbacks);
username = ((NameCallback)callbacks[0]).getName();
char[] temp = ((PasswordCallback)callbacks[1]).getPassword();
password = new char[temp.length];
System.arraycopy(temp, 0, password, 0, temp.length);
((PasswordCallback)callbacks[1]).clearPassword();
} catch (IOException ioe) {
throw new LoginException(ioe.toString());
} catch (UnsupportedCallbackException uce) {
throw new LoginException(uce.toString());
}
System.out.println();
String authresult ="";
try {
authresult = userAuth(username, password);
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
if (! authresult.equals("failed")) {
loginSuccess= true;
clearPassword();
try {
updateCookie(authresult);
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
return true;
}
loginSuccess = false;
username = null;
clearPassword();
System.out.println( "Login: PasswordLoginModule FAIL" );
throw new FailedLoginException();
}
|
CookieAuth和userAuth方法都是利用apahce的httpclient工具包和遠(yuǎn)程的SSOAuth進(jìn)行http連接,獲取服務(wù)。
private String cookieAuth(String cookievalue) throws IOException{
String result = "failed";
HttpClient httpclient = new HttpClient();
GetMethod httpget = new GetMethod(SSOServiceURL+Action1+cookievalue);
try {
httpclient.executeMethod(httpget);
result = httpget.getResponseBodyAsString();
} finally {
httpget.releaseConnection();
}
return result;
}
private String userAuth(String username, char[] password) throws IOException{
String result = "failed";
String passwd= new String(password);
HttpClient httpclient = new HttpClient();
GetMethod httpget = new GetMethod(SSOServiceURL+Action2+username+"&password="+passwd);
passwd = null;
try {
httpclient.executeMethod(httpget);
result = httpget.getResponseBodyAsString();
} finally {
httpget.releaseConnection();
}
return result;
}
|
還有一個(gè)地方需要補(bǔ)充說(shuō)明的是,在本樣例中,用戶名和密碼的輸入都會(huì)在屏幕上顯示明文。如果希望用掩碼形式來(lái)顯示密碼,以提高安全性,請(qǐng)參考:http://java.sun.com/developer/technicalArticles/Security/pwordmask/
7 真正安全的全方位SSO解決方案:Kerberos
我們的樣例程序(桌面SSO和WEB-SSO)都有一個(gè)共性:要想將一個(gè)應(yīng)用集成到我們的SSO解決方案中,或多或少的需要修改應(yīng)用程序。Web應(yīng)用需要配置一個(gè)我們預(yù)制的filter;桌面應(yīng)用需要加上我們桌面SSO的JAAS模塊(至少要修改JAAS的配置文件)??墒怯泻芏喑绦蚴菦](méi)有源代碼和無(wú)法修改的,例如常用的遠(yuǎn)程通訊程序telnet和ftp等等一些操作系統(tǒng)自己帶的常用的應(yīng)用程序。這些程序是很難修改加入到我們的SSO的解決方案中。
事實(shí)上有一種全方位的SSO解決方案能夠解決這些問(wèn)題,這就是Kerberos協(xié)議(RFC 1510)。Kerberos是網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)(http://web.mit.edu/kerberos/),由MIT學(xué)校發(fā)明,被主流的操作系統(tǒng)所采用。在采用kerberos的平臺(tái)中,登錄和認(rèn)證是由操作系統(tǒng)本身來(lái)維護(hù),認(rèn)證的憑證也由操作系統(tǒng)來(lái)保存,這樣整個(gè)桌面都可以處于同一個(gè)SSO的系統(tǒng)保護(hù)中。操作系統(tǒng)中的各個(gè)應(yīng)用(如ftp,telnet)只需要通過(guò)配置就能加入到SSO中。另外使用Kerberos最大的好處在于它的安全性。通過(guò)密鑰算法的保證和密鑰中心的建立,可以做到用戶的密碼根本不需要在網(wǎng)絡(luò)中傳輸,而傳輸?shù)男畔⒁矔?huì)十分的安全。
目前支持Kerberos的操作系統(tǒng)包括Solaris, windows,Linux等等主流的平臺(tái)。只不過(guò)要搭建一個(gè)Kerberos的環(huán)境比較復(fù)雜,KDC(密鑰分發(fā)中心)的建立也需要相當(dāng)?shù)牟襟E。Kerberos擁有非常成熟的API,包括Java的API。使用Java Generic Security Services(GSS) API并且使用JAAS中對(duì)Kerberos的支持(詳細(xì)信息請(qǐng)參見(jiàn)Sun的Java&Kerberos教程http://java.sun.com/ j2se/1.5.0/docs/guide/security/jgss/tutorials/index.html),要將我們這個(gè)樣例改造成對(duì)Kerberos的支持也是不難的。 值得一提的是在JDK6.0 (http://www.java.net/download/jdk6)當(dāng)中直接就包含了對(duì)GSS的支持,不需要單獨(dú)下載GSS的包。
8 總結(jié)
本文的主要目的是闡述SSO的基本原理,并提供了一種實(shí)現(xiàn)的方式。通過(guò)對(duì)源代碼的分析來(lái)掌握開(kāi)發(fā)SSO服務(wù)的技術(shù)要點(diǎn)和充分理解SSO的應(yīng)用范圍。但是,本文僅僅說(shuō)明了身份認(rèn)證的服務(wù),而另外一個(gè)和身份認(rèn)證密不可分的服務(wù)----權(quán)限效驗(yàn),卻沒(méi)有提到。要開(kāi)發(fā)出真正的SSO的產(chǎn)品,在功能上、性能上和安全上都必須有更加完備的考慮。
作者簡(jiǎn)介
王昱是Sun中國(guó)工程研究院的Java工程師,現(xiàn)在的主要負(fù)責(zé)全球合作伙伴的技術(shù)支持。作為一名Java資深工程師和架構(gòu)師,王昱在Java 的很多領(lǐng)域都有多年的造詣,特別是在Java虛擬機(jī)、J2EE技術(shù)(包括EJB, JSP/Servlet, JMS和Web services等技術(shù))、集群技術(shù)和Java應(yīng)用性能調(diào)優(yōu)上有著較為豐富的經(jīng)驗(yàn)。曾經(jīng)多次在重要的Java會(huì)議發(fā)表演講,并在國(guó)際著名的Java技術(shù)站 點(diǎn)發(fā)表文章。