Java Web 服务: Axis2 WS-Security 签名和加密(2)

来源:developerWorks 中国 作者:Dennis Sosnoski
  





对消息进行签名

签名要比 “Axis2 WS-Security 基础” 中的 UsernameToken 示例用到更多规范。您需要:

  • 识别用于在每个方向上创建签名的私有/公开密匙对,提供用于访问 keystore 和私有密匙的密码。

  • 指定用于 XML 标准化、摘要生成和实际签名的算法集。

  • 指定将消息的哪些部分包含到签名中。

这些信息中的一部分被作为配置数据处理,被嵌入到服务的 WS-SecurityPolicy 文档中。其他部分被包含到运行时消息交换中。

清单 1 展示了一个 WS-Policy 文档,用于将 Axis2 客户机配置为对消息使用签名。(清单 1 进行了编辑,以符合页面的宽度。在示例代码中可以查看 sign-policy-client.xml 的完整文本)。


清单 1. 用于签名(客户机)的 WS-Policy/WS-SecurityPolicy
				
<!-- Client policy for signing all messages, with certificates included in each
 message -->
<wsp:Policy wsu:Id="SignOnly"
    xmlns:wsu="http://.../oasis-200401-wss-wssecurity-utility-1.0.xsd"
    xmlns:wsp="http://schemas.xmlsoap.org/ws/2004/09/policy">
  <wsp:ExactlyOne>
    <wsp:All>
      <sp:AsymmetricBinding
          xmlns:sp="http://docs.oasis-open.org/ws-sx/ws-securitypolicy/200702">
        <wsp:Policy>
          <sp:InitiatorToken>
            <wsp:Policy>
              <sp:X509Token
                  sp:IncludeToken="http://.../IncludeToken/AlwaysToRecipient"/>
            </wsp:Policy>
          </sp:InitiatorToken>
          <sp:RecipientToken>
            <wsp:Policy>
              <sp:X509Token
                  sp:IncludeToken="http://.../IncludeToken/AlwaysToInitiator"/>
            </wsp:Policy>
          </sp:RecipientToken>
          <sp:AlgorithmSuite>
            <wsp:Policy>
              <sp:TripleDesRsa15/>
            </wsp:Policy>
          </sp:AlgorithmSuite>
          <sp:Layout>
            <wsp:Policy>
              <sp:Strict/>
            </wsp:Policy>
          </sp:Layout>
          <sp:IncludeTimestamp/>
          <sp:OnlySignEntireHeadersAndBody/>
        </wsp:Policy>
      </sp:AsymmetricBinding>
      <sp:SignedParts xmlns:sp="http://.../ws-securitypolicy/200702">
        <sp:Body/>
      </sp:SignedParts>

      <ramp:RampartConfig xmlns:ramp="http://ws.apache.org/rampart/policy">
        <ramp:user>clientkey</ramp:user>
        <ramp:passwordCallbackClass
            >com.sosnoski.ws.library.adb.PWCBHandler</ramp:passwordCallbackClass>

        <ramp:signatureCrypto>
          <ramp:crypto provider="org.apache.ws.security.components.crypto.Merlin">
            <ramp:property name="org.apache.ws.security.crypto.merlin.keystore.type"
                >JKS</ramp:property>
            <ramp:property name="org.apache.ws.security.crypto.merlin.file"
                >client.keystore</ramp:property>
            <ramp:property
                name="org.apache.ws.security.crypto.merlin.keystore.password"
                >nosecret</ramp:property>
          </ramp:crypto>
        </ramp:signatureCrypto>

      </ramp:RampartConfig>

    </wsp:All>
  </wsp:ExactlyOne>
</wsp:Policy>

在 清单 1 中,策略中的 <sp:AsymmetricBinding> 元素给出了在消息交换中使用公开密匙加密的基本配置信息。在这个元素内,使用了一些嵌套元素来提供配置的细节。<sp:InitiatorToken> 识别出用于对由客户机(发起者)发往服务器(接收者)的消息进行签名的密匙对,在本例中指定这个公开密匙将采用 X.509 证书的形式并连同来自客户机的消息一起发送(sp:IncludeToken=".../AlwaysToRecipient")。<sp:RecipientToken> 识别用于对从服务器返回给客户机的消息进行签名的密匙对,同样使用的是 X.509 证书,并且证书被包含在来自服务器的消息中(sp:IncludeToken=".../AlwaysToInitiator")。

<sp:AlgorithmSuite> 元素识别用于进行签名的一组算法。<sp:IncludeTimestamp> 提供了用于每个消息的时间戳(用于保护服务免受重播式攻击,在这种攻击下,消息在传输中被捕获并被重新提交,从而扰乱或中断服务)。<sp:OnlySignEntireHeadersAndBody> 元素指定签名将在消息的整个头部或消息体中完成,而不是在某些嵌套的元素(另一种安全措施,防止发生重写消息的攻击类型)中完成。<sp:SignedParts> 元素识别将要被签名的消息部分 — 在本例中为 SOAP 消息 Body。

清单 1 中的 WS-Policy 文档的最后一部分提供了特定于 Rampart 的配置信息。这是 “Axis2 WS-Security 基础” 中使用的 Rampart 配置的更加复杂的版本,这一次包括了一个 <ramp:user> 元素来识别将用于消息签名的密匙,以及一个 <ramp:signatureCrypto> 元素,用于配置包含客户机私有密匙和服务器证书的 keystore。被引用的 keystore 文件必须在运行时提供给类路径。在示例应用程序中,keystore 文件在构建期间被复制到 client/bin 目录中。

密码回调类与 “Axis2 WS-Security 基础” 中使用的类稍有不同。在那篇文章中,只需要在服务器使用密码回调,并且只需要检验(用于明文式 UsernameToken)或设置(用于散列式 UsernameToken)与特定用户名匹配的密码。对于本文使用的公开密匙加密,回调必须提供用于保护 keystore 内的私有密匙的密码。并且需要对客户机(为客户机私有密匙提供密码)和服务器(为服务器私有密匙提供密码)使用单独的回调。清单 2 展示了回调的客户端版本:


清单 2. 客户机密码回调
				
/**
 * Simple password callback handler. This just checks if the password for the private key
 * is being requested, and if so sets that value.
 */
public class PWCBHandler implements CallbackHandler
{
    public void handle(Callback[] callbacks) throws IOException {
        for (int i = 0; i < callbacks.length; i++) {
            WSPasswordCallback pwcb = (WSPasswordCallback)callbacks[i];
            String id = pwcb.getIdentifer();
            int usage = pwcb.getUsage();
            if (usage == WSPasswordCallback.DECRYPT ||
                usage == WSPasswordCallback.SIGNATURE) {

                // used to retrieve password for private key
                if ("clientkey".equals(id)) {
                    pwcb.setPassword("clientpass");
                }

            }
        }
    }
}

清单 2 中的回调旨在支持使用同一个公开-私有密匙对进行签名和解密,因此将在两种情况下进行检查并对任意一种情况返回相同的密码。

清单 1 中的 WS-Policy 用于客户机,与此相对应的是用于服务器的 WS-Policy(示例代码中的 sign-policy-server.xml),两者只在 Rampart 配置的细节方面略有不同。同样,清单 2 密码回调类的服务器版本只在标识符值和返回的密码方面有所差异。

运行示例应用程序

build.properties 文件引用了将由示例应用程序使用的 client.policy 和 server.policy 文件。在文件的补充版中分别被设置为 sign-policy-client.xml 和 sign-policy-server.xml,因此您应当只需要构建应用程序。通过将控制台打开到 jws05code 目录并输入 ant,您可以使用 Ant 完成任务。如果所有内容均配置正确,那么应当在 jws05code 目录中得到一个 library-signencr.aar Axis2 服务归档文件。通过使用 Axis2 Administration 页面上传 .aar 文件,将该服务部署到您的 Axis2 服务器安装中,然后通过在控制台输入 ant run 来试用客户机。如果所有内容都正确设置,那么应当看到如图 1 所示的输出:


图 1. 运行应用程序的控制台输出
运行应用程序的控制台输出

要查看消息中的实际 WS-Security 信息,需要使用 TCPMon 之类的工具(见 参考资料)。首先设置 TCPMon 并在一个端口上接受来自客户机的连接,该连接随后转发给运行在另一个端口上的服务器(或另一个主机)。随后可以编辑 build.properties 文件并将 host-port 值修改为 TCPMon 的侦听端口。如果在控制台中再一次输入 ant run,应当会看到被交换的消息。清单 3 展示了一个样例客户机消息捕捉:


清单 3. 从客户机发送给服务器的第一条消息
				
<soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/">
  <soapenv:Header>
    <wsse:Security xmlns:wsse=".../oasis-200401-wss-wssecurity-secext-1.0.xsd"
        soapenv:mustUnderstand="1">
      <wsu:Timestamp xmlns:wsu=".../oasis-200401-wss-wssecurity-utility-1.0.xsd"
          wsu:Id="Timestamp-3753023">
        <wsu:Created>2009-04-18T19:26:14.779Z</wsu:Created>
        <wsu:Expires>2009-04-18T19:31:14.779Z</wsu:Expires>
      </wsu:Timestamp>
      <wsse:BinarySecurityToken
          xmlns:wsu=".../oasis-200401-wss-wssecurity-utility-1.0.xsd"
          EncodingType=".../oasis-200401-wss-soap-message-security-1.0#Base64Binary"
          ValueType=".../oasis-200401-wss-x509-token-profile-1.0#X509v1"
          wsu:Id="CertId-2650016">MIICoDC...0n33w==</wsse:BinarySecurityToken>
      <ds:Signature xmlns:ds="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#"
          Id="Signature-29086271">
        <ds:SignedInfo>
          <ds:CanonicalizationMethod
              Algorithm="http://www.w3.org/2001/10/xml-exc-c14n#"/>
          <ds:SignatureMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#rsa-sha1"/>
          <ds:Reference URI="#Id-14306161">
            <ds:Transforms>
              <ds:Transform Algorithm="http://www.w3.org/2001/10/xml-exc-c14n#"/>
            </ds:Transforms>
            <ds:DigestMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1"/>
            <ds:DigestValue>SiU8LTnBL10/mDCPTFETs+ZNL3c=</ds:DigestValue>
          </ds:Reference>
          <ds:Reference URI="#Timestamp-3753023">
            <ds:Transforms>
              <ds:Transform Algorithm="http://www.w3.org/2001/10/xml-exc-c14n#"/>
            </ds:Transforms>
            <ds:DigestMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1"/>
            <ds:DigestValue>2YopLipLgBFJi5Xdgz+harM9hO0=</ds:DigestValue>
          </ds:Reference>
        </ds:SignedInfo>
        <ds:SignatureValue>TnUQtz...VUpZcm3Nk=</ds:SignatureValue>
        <ds:KeyInfo Id="KeyId-3932167">
          <wsse:SecurityTokenReference
              xmlns:wsu=".../oasis-200401-wss-wssecurity-utility-1.0.xsd"
              wsu:Id="STRId-25616143">
            <wsse:Reference URI="#CertId-2650016"
              ValueType=".../oasis-200401-wss-x509-token-profile-1.0#X509v1"/>
          </wsse:SecurityTokenReference>
        </ds:KeyInfo>
      </ds:Signature>
    </wsse:Security>
  </soapenv:Header>
  <soapenv:Body
      xmlns:wsu=".../oasis-200401-wss-wssecurity-utility-1.0.xsd" wsu:Id="Id-14306161">
    <ns2:getBook xmlns:ns2="http://ws.sosnoski.com/library/wsdl">
      <ns2:isbn>0061020052</ns2:isbn>
    </ns2:getBook>
  </soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>

时间:2009-08-18 17:14 来源:developerWorks 中国 作者:Dennis Sosnoski 原文链接

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