Tomcat认证授权与简单的SSO

回顾

在前几天，我使用apache+tomcat搭建了一个集群，有一个简单的网站应用。http://my.oschina.net/xpbug/blog/197680。

今天在此基础上，我要为其开发一个登录页面，并开启网站的认证和授权。

基本概念

在动手之前，我需要先了解网站认证和授权的几个基本组成部分的概念。是什么构成了网站应用的认证和授权？

Realm - 翻译过来叫做“域”。Realm是web容器所持有的用户集合。无论tomcat, glassfish,jboss还是websphere，均是符合j2ee规范或最佳实现。Realm是需要网站系统管理员进行配置的。常见的Realm 有三种：数据库，LDAP和文件系统。数据库realm是指用户信息都存在数据库中，Ldap则存放在ldap中，文件系统的realm则是用户信息按照一定的格式，存放于文件中。Realm是认证的关键，web容器会将用户输入的用户名和密码跟realm中的用户信息进行比对。当比对成功的时候，认证也就成功了。
Role - 角色。这是授权的部分。当Realm被配好以后，系统管理员可以为realm中的用户分配角色。建立用户role-mapping. 每次用户通过web容器的认证以后，web容器会将其role信息也查询出来，放入用户信息中。
security-constraint。这是web应用web.xml中的配置。一个web应用将在web.xml中声明其受保护的资源，并声明某种角色可以访问受保护的资源。
认证方式。一般认证方式分为Basic Authentication(BA)和Form-based Authentication（FBA）。
密码加密。一旦黑客黑了服务器，明文密码就会全部暴露了。所以，需要对密码进行加密存放。一般使用MD5 SHA算法对密码进行加密。

以上1,2,5是由网站管理员来配置开发。3,4是由网站开发人员来配置和开发的。

本实验简介

在前篇实验结果的基础上，为网站开启ldap认证，并制作一个login页面。实验所用的ldap软件为开源的openLDAP for windows版本。

OpenLDAP安装配置

下载并安装软件 http://sourceforge.net/projects/openldapwindows/ OpenLDAP会被安装成windows service.
修改slapd.conf，声明自己的后缀和管理员. 重启service.

database    bdb 


suffix      "dc=mycompany,dc=com" 


rootdn      "cn=admin,dc=mycompany,dc=com" 


rootpw    admin

创建my.ldif文件，借用tomcat文档中的案例，文件内容如下。其中定义了两个用户，和两个角色。

# Define top-level entry 


dn: dc=mycompany,dc=com 


objectClass: dcObject 


objectClass: organization 


o: mycompany 


dc:mycompany 


 


# Define an entry to contain people 


# searches for users are based on this entry 


dn: ou=people,dc=mycompany,dc=com 


objectClass: organizationalUnit 


ou: people 


 


# Define a user entry 


dn: uid=jjones,ou=people,dc=mycompany,dc=com 


objectClass: inetOrgPerson 


uid: jjones 


sn: jones 


cn: janet jones 


mail: [email protected] 


userPassword: janet 


 


# Define a user entry for Fred Bloggs 


dn: uid=fbloggs,ou=people,dc=mycompany,dc=com 


objectClass: inetOrgPerson 


uid: fbloggs 


sn: bloggs 


cn: fred bloggs 


mail: [email protected] 


userPassword: fred 


 


# Define an entry to contain LDAP groups 


# searches for roles are based on this entry 


dn: ou=groups,dc=mycompany,dc=com 


objectClass: organizationalUnit 


ou: groups 


 


# Define an entry for the "red" role 


dn: cn=red,ou=groups,dc=mycompany,dc=com 


objectClass: groupOfUniqueNames 


cn: red 


uniqueMember: uid=jjones,ou=people,dc=mycompany,dc=com 


uniqueMember: uid=fbloggs,ou=people,dc=mycompany,dc=com 


 


# Define an entry for the "black" role 


dn: cn=black,ou=groups,dc=mycompany,dc=com 


objectClass: groupOfUniqueNames 


cn: black 


uniqueMember: uid=fbloggs,ou=people,dc=mycompany,dc=com

运行命令 slapadd.exe -l my.ldif
验证条目添加成功，运行查询命令 ldapsearch.exe -x -b "dc=mycompany,dc=com" "objectClass=*"

OpenLDAP安装配置成功，我有了下面两个用户：

uid\group	red	black
jjones	Y	Y
fbloggs		Y

为Tomcat配置Realm

tomcat的realm可以配置在server.xml中的<engine>, <host>和<context>下面。分别表示realm的作用范围。我抱着从简的态度，将realm配置在<engine>下面，这样，整个tomcat上的application都可以使用此realm. 在server.xml的<engine>下面替换老的realm，添加如下代码：

<!-- <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm" 


               resourceName="UserDatabase"/> 


        --> 


<Realm   className="org.apache.catalina.realm.JNDIRealm" 


    connectionName="cn=admin,dc=mycompany,dc=com" 


    connectionPassword="admin" 


     connectionURL="ldap://localhost:389" 


      userPassword="userPassword" 


       userPattern="uid={0},ou=people,dc=mycompany,dc=com" 


       <!--userRoleName="memberOf"--> 


          roleBase="ou=groups,dc=mycompany,dc=com" 


          roleName="cn" 


        roleSearch="(uniqueMember={0})" 


/>

重启tomcat集群。

为Web应用配置Basic Authentication

我要为https://www.test0.com/sessiontest/successful.jsp配置BA，只有role=red才可以访问此页面。

修改web应用的web.xml,添加如下代码：

<security-constraint> 


  <web-resource-collection> 


    <web-resource-name>result</web-resource-name> 


    <url-pattern>/successful.jsp</url-pattern> 


  </web-resource-collection> 


  <auth-constraint> 


    <role-name>red</role-name> 


  </auth-constraint> 


</security-constraint> 


<login-config>  


    <auth-method>BASIC</auth-method>  


    <realm-name>tomcat</realm-name>  


</login-config> 


<security-role> 


  <role-name>red</role-name> 


</security-role> 


<security-role> 


  <role-name>black</role-name> 


</security-role>

然后重新打包部署sessiontest.war. 对网站进行测试，select.jsp是可以任意访问的，当点击submit以后，必须对浏览器弹出的BA认证框输入用户名和密码才能post成功。

为Web应用配置Form-based Authentication

这次，我们要设计一个登录页面。用户可以随意浏览购物车，选择想要的东西，但当用户点击submit的时候，我们需要用户必须登录，才能提交订单。所以，我们需要对页面https://www.test0.com/sessiontest/successful.jsp进行FBA保护。

首先设计一个登录页面login.html

<form action="j_security_check" method="post"> 


    Username<input type="text" name="j_username" /><br /> 


    Password<input type="password" name="j_password" /><br /> 


    <input type="submit" value="login" /> 


</form>

注意form中的action已经user和password的input的name属性，“j_security_check","j_username"和"j_password"这些事固定的，严格遵循J2EE规范。将 login.html放入select.jsp同级目录下。

关于logout，我就不做设计了，很简单，只需要执行session.invalidate(),然后跳转到登出页面即可。

接下来，我们修改web.xml，配置FBA. 这里只需要替换之前BA中的的<login-config>：

<login-config>  


    <auth-method>FORM</auth-method>  


    <form-login-config> 


        <form-login-page>/login.html</form-login-page> 


        <form-error-page>/login.html</form-error-page> 


    </form-login-config> 


</login-config>

将web应用重新打包部署。重启tomcat。

注意：使用mod_proxy_balancer +mod_ajp+ AJP的方式连接tomcat，存在着一个未知错误。当用户没有登录，访问被保护资源的时候，按照常理，浏览器会显示我们配置好的login form。但AJP和tomcat之间的通信会在此断掉。这可能是windows版本的问题，也可能是mod_ajp和tomcat存在缺陷。总之，花了一天的时间，也没研究出成果。google上面类似的问题挺多，可惜都没答案。我会开启tomcat的log再仔细研究到底发生了什么。

根据以往老版本，大部分使用mod_jk+ajp的方式行的通，有时间的同学可以尝试mod_jk.

mod_ajp+ajp的方式只是卡在了FBA上，其它的任何资源访问，都没问题，为了让FBA工作起来，不得已，我将balancer修改成了http模式。

<Proxy balancer://mycluster> 


      BalancerMember http://127.0.0.1:8080 loadfactor=1 route=node1 


      BalancerMember http://127.0.0.1:8081 loadfactor=1 route=node2 


      ProxySet stickysession=JSESSIONID 


      ProxySet lbmethod=byrequests 


   </Proxy>

此外，还有一个陷阱。tomcat在做完j_security_check以后，会重定向到http,无论之前是https. 当然我们可以通过配置server.xml和web.xml使其重定向到Https,但一般不推荐这样做，因为这很可能导致循环重定向。

一般的做法是在web中添加一个filter，专门负责http和https的切换。又或者在apache中配置重定向。在http-vhosts.conf中添加：

<VirtualHost *:80> 


   ServerAdmin joey 


   ServerName www.test0.com 


   ErrorLog "logs/errlog" 


   CustomLog "logs/accesslog" common 


   RewriteEngine on 


   RewriteRule ^/?sessiontest/(.*) https://%{SERVER_NAME}/sessiontest/$1 [R,L] 


</VirtualHost>

到此，网站可以在FBA的模式下正常运行了。

FBA的缺陷

在J2EE的规范中，FBA存在着很大的缺陷。列举如下：

login的过程无法被干预。我们无法通过添加filter的形式进行干预。login完全交给web容器处理，页面也是有web容器负责展示。
没有login地址，用户无法bookmark一个Login页面。直接访问login.html是无法提交form的。login只能在访问受保护资源的时候才会被触发。

很不幸的是，tomcat完全遵循了J2EE关于FBA的规范，这使得FBA很不实用。 WebSphere Application Server则对规范进行了变通，使得以上2个缺陷都被除去了。 Jboss, Glassfish和weblogic则不是很清楚，需要了解的同学可以去查看其文档。

Tomcat build-in SSO

Tomcat本身集成SSO（Single Sign On)解决方案。如果一个tomcat上，部署了多个应用，这时候可以使用tomcat自身的SSO解决方案。如果系统跨JVM甚至跨平台，则需要一套复杂的SSO解决方案。复杂的SSO解决方案需要自己开发，或者使用第三方框架，如CAS, OPENSSO等。

这次的实验，仅仅关注tomcat自带的SSO方案。首先需要说明，tomcat自带的SSO的必要前提是：

必须是Tomcat自带的认证方式：BA, FBA, Degist,client-cert
必须是在同一个tomcat vhost下。
同一个JVM中。
所有的应用必须使用同一个domain。
需要cookie支持。cookie中会被插入JSESSIONIDSSO
所有应用必须使用形同的realm。

接下来，我将重新复制一份新的tomcat, 取名tomcat3. 在tomcat3\webApps下面，tomcat自带一个web应用，叫做examples，其下/examples/jsp/security /protected/index.jsp是受FBA保护的。

修改server.xml，添加realm

<Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm" 


               resourceName="UserDatabase"/>--> 


               <Realm   className="org.apache.catalina.realm.JNDIRealm" 


    connectionName="cn=admin,dc=mycompany,dc=com" 


    connectionPassword="admin" 


     connectionURL="ldap://localhost:389" 


      userPassword="userPassword" 


       userPattern="uid={0},ou=people,dc=mycompany,dc=com" 


          roleBase="ou=groups,dc=mycompany,dc=com" 


          roleName="cn" 


        roleSearch="(uniqueMember={0})" 


/>

继续修改server.xml, 打来host下面的SSO配置：

<Valve className="org.apache.catalina.authenticator.SingleSignOn" />

然后修改examples下面的web.xml, 将受保护的资源的允许访问角色修改成：

<auth-constraint> 


    <role-name>red</role-name> 


</auth-constraint>

这样，tomcat3下面就有一个使用OpenLDAP认证的应用examples了。接下来，我将examples复制一份，取名叫 examples2,放在相同目录下。现在tomcat3下面存在两个应用examples和examples2，它们使用同一个realm认证。

启动tomcat3, 访问http://localhost:8080/examples/jsp/security/protected/index.jsp和http://localhost:8080/examples2/jsp/security/protected/index.jsp, 发现只需要登录其中一个，另一个不再需要登录。

接下来

Tomcat认证授权与简单的SSO

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