编写你自己的单点登录（SSO）服务 3

http://developers.sun.com.cn/blog/yutoujava/entry/200704132

桌面SSO 的实现

从WEB-SSO 的概念延伸开，我们可以把SSO 的技术拓展到整个桌面的应用，不仅仅局限在浏览器。SSO 的概念和原则都没有改变，只需要再做一点点的工作，就可以完成桌面 SSO 的应用。

桌面SSO 和WEB-SSO 一样，关键的技术也在于如何在用户登录过后保存登录的凭据。在WEB-SSO 中，登录的凭据是靠浏览器的cookie 机制来完成的；在桌面应用中，可以将登录的凭证保存到任何地方，只要所有SSO 的桌面应用都共享这个凭证。

从网站可以下载一个简单的桌面SSO 的样例(http://gceclub.sun.com.cn/wangyu/desktop-sso/desktopsso.zip) 和全部源码（http://211.151.94.21/blog/yutoujava/resource/desktopsso_src.zip ），虽然简单，但是它具有桌面SSO 大多数的功能，稍微加以扩充就可以成为自己的解决方案。

6.1 桌面样例的部署

1. 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）

2. 解开desktopsso.zip 文件，里面有两个目录bin 和lib 。

3. 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

4. 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

5. 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。

6.2 桌面样例的运行

样例程序包含三个简单的Java 控制台程序，这三个程序单独运行都需要登录。如果运行第一个命叫“GameSystem” 的程序，提示需要输入用户名和密码：

效验成功以后，便会显示当前登录的用户的基本信息等等。

这时候再运行第二个桌面Java 应用（mailSystem ）的时候，就不需要再登录了，直接就显示出来刚才登录的用户。

第三个应用是logout ，运行它之后，用户便退出系统。再访问的时候，又需要重新登录了。请读者再制裁执行完logout 之后，重新验证一下前两个应用的SSO ：先运行第二个应用，再运行第一个，会看到相同的效果。

我们的样例并没有在这里停步，事实上，本样例不仅能够和在几个Java 应用之间SSO ，还能和浏览器进行SSO ，也就是将浏览器也当成是桌面的一部分。这对一些行业有着不小的吸引力。

这时候再打开Mozilla 浏览器，访问以前提到的那两个WEB 应用，会发现只要桌面应用如果登录过，Web 应用就不用再登录了，而且能显示刚才登录的用户的信息。读者可以在几个桌面和Web 应用之间进行登录和logout 的试验，看看它们之间的SSO 。

6.3 桌面样例的源码分析

桌面SSO 的样例使用了JAAS （要了解JAAS 的详细的信息请参考http://java.sun.com/products/jaas ）。JAAS 是对PAM （Pluggable Authentication Module ）的Java 实现，来完成 Java 应用可插拔的安全认证模块。使用JAAS 作为Java 应用的安全认证模块有很多好处，最主要的是不需要修改源代码就可以更换认证方式。例如原有的Java 应用如果使用JAAS 的认证，如果需要应用SSO ，只需要修改JAAS 的配置文件就行了。现在在流行的J2EE 和其他 Java 的产品中，用户的身份认证都是通过JAAS 来完成的。在样例中，我们就展示了这个功能。请看配置文件login.conf

    
DesktopSSO {


   
desktopsso.share.PasswordLoginModule required;


   
desktopsso.share.DesktopSSOLoginModule required;


};

当我们注解掉第二个模块的时候，只有第一个模块起作用。在这个模块的作用下，只有 test 用户（密码是 12345 ）才能登录。 当我们注解掉第一个模块的时候，只有第二个模块起作用，桌面 SSO 才会起作用。

所有的Java 桌面样例程序都是标准JAAS 应用，熟悉JAAS 的程序员会很快了解。JAAS 中主要的是登录模块（LoginModule ）。下面是SSO 登录模块的源码：

 
public class DesktopSSOLoginModule implements LoginModule {


   
..........


   
private String SSOServiceURL = "";


   
private String SSOLoginPage = ""; 


   
private static String cookiefilepath = "";   


   
.........

 

在 config.properties 的文件中，我们配置了它们的值：

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 成员变量指向了在 Web-SSO 中用过的身份认证模块： SSOAuth ，这就说明在桌面系统中我们试图和 Web 应用共用一个认证服务。而 cookiefilepath 成员变量则泄露了一个“天机”：我们使用了 Mozilla 浏览器的 cookie 文件来保存登录的凭证。换句话说，和 Mozilla 共用了一个保存登录凭证的机制。之所以用 Mozilla 是应为它的 Cookie 文件格式简单，很容易编程访问和修改任意的 Cookie 值。（我试图解析 Internet Explorer 的 cookie 文件但没有成功。）

下面是登录模块DesktopSSOLoginModule 的主体：login() 方法。逻辑也是非常简单：先用Cookie 来登陆，如果成功，则直接就进入系统，否则需要用户输入用户名和密码来登录系统。

    
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() 方法的实体，它的逻辑是： 先从 Cookie 文件中获得相应的 Cookie 值，通过身份效验服务效验 Cookie 的有效性。如果 cookie 有效就算登录成功；如果不成功或 Cookie 不存在，用 cookie 登录就算失败。

    
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;


  
}

用用户名和密码登录的方法要复杂一些，通过Callback 的机制和屏幕输入输出进行信息交互，完成用户登录信息的获取；获取信息以后通过userAuth 方法来调用远端SSOAuth 的服务来判定当前登录的有效性。

   
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 工具包和远程的SSOAuth 进行http 连接，获取服务。

        
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;


        

    
}

还有一个地方需要补充说明的是，在本样例中，用户名和密码的输入都会在屏幕上显示明文。如果希望用掩码形式来显示密码，以提高安全性，请参考：http://java.sun.com/developer/technicalArticles/Security/pwordmask/

7 真正安全的全方位SSO 解决方案：Kerberos

我们的样例程序（桌面SSO 和WEB-SSO ）都有一个共性：要想将一个应用集成到我们的SSO 解决方案中，或多或少的需要修改应用程序。Web 应用需要配置一个我们预制的filter ；桌面应用需要加上我们桌面SSO 的JAAS 模块（至少要修改JAAS 的配置文件）。可是有很多程序是没有源代码和无法修改的，例如常用的远程通讯程序telnet 和ftp 等等一些操作系统自己带的常用的应用程序。这些程序是很难修改加入到我们的SSO 的解决方案中。

事实上有一种全方位的SSO 解决方案能够解决这些问题，这就是Kerberos 协议（RFC 1510 ）。Kerberos 是网络安全应用标准(http://web.mit.edu/kerberos/ ) ，由MIT 学校发明，被主流的操作系统所采用。在采用kerberos 的平台中，登录和认证是由操作系统本身来维护，认证的凭证也由操作系统来保存，这样整个桌面都可以处于同一个SSO 的系统保护中。操作系统中的各个应用（如ftp,telnet ）只需要通过配置就能加入到SSO 中。另外使用Kerberos 最大的好处在于它的安全性。通过密钥算法的保证和密钥中心的建立，可以做到用户的密码根本不需要在网络中传输，而传输的信息也会十分的安全。

目前支持Kerberos 的操作系统包括Solaris, windows,Linux 等等主流的平台。只不过要搭建一个Kerberos 的环境比较复杂，KDC （密钥分发中心）的建立也需要相当的步骤。Kerberos 拥有非常成熟的API ，包括Java 的API 。使用Java Generic Security Services(GSS) API 并且使用JAAS 中对Kerberos 的支持（详细信息请参见Sun 的Java&Kerberos 教程http://java.sun.com/ j2se/1.5.0/docs/guide/security/jgss/tutorials/index.html ），要将我们这个样例改造成对Kerberos 的支持也是不难的。值得一提的是在JDK6.0 （http://www.java.net/download/jdk6 ）当中直接就包含了对GSS 的支持，不需要单独下载GSS 的包。

8 总结

本文的主要目的是阐述SSO 的基本原理，并提供了一种实现的方式。通过对源代码的分析来掌握开发SSO 服务的技术要点和充分理解SSO 的应用范围。但是，本文仅仅说明了身份认证的服务，而另外一个和身份认证密不可分的服务---- 权限效验，却没有提到。要开发出真正的SSO 的产品，在功能上、性能上和安全上都必须有更加完备的考虑。

附件：

• DesktopSSO.zip
• SSOAuth.zip
• SSOWebDemo1.zip
• SSOWebDemo2.zip

作者简介

王昱是Sun 中国工程研究院的Java 工程师，现在的主要负责全球合作伙伴的技术支持。作为一名Java 资深工程师和架构师，王昱在Java 的很多领域都有多年的造诣，特别是在Java 虚拟机、J2EE 技术( 包括EJB, JSP/Servlet, JMS 和Web services 等技术) 、集群技术和Java 应用性能调优上有着较为丰富的经验。曾经多次在重要的Java 会议发表演讲，并在国际著名的Java 技术站点发表文章。

资源链接

• OpenSSO 的网站： https://opensso.dev.java.net
• 在java应用中使用掩码的密码提示：http://java.sun.com/developer/technicalArticles/Security/pwordmask/
• Kerberos的资源网站：http://web.mit.edu/kerberos/
• Sun的Java&Kerberos教程：http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/security/jgss/tutorials/index.html
• Apache社区提供的HttpClient工具包网址：http://jakarta.apache.org/commons/index.html
• Filter的使用教程文章： http://www.javaworld.com/javaworld/jw-06-2001/jw-0622-filters.html
• 我的博客：http://yuwang881.blog.sohu.com/3184816.html