что такое процедура аутентификации
Аутентификация и авторизация в микросервисных приложениях
Автор: Вячеслав Михайлов, Solutions Architect
Это вводная часть материала, основанного на докладе, прочитанном мной прошлым летом. Печатный материал предполагает больше информации, т.к. в одном докладе обычно не получается рассказать обо всех деталях.
Что такое аутентификация?
На процессах аутентификации и авторизации основано разделения прав доступа, без которого не обходится ни одно более или менее серьезное приложение. Поэтому понимать, как они происходили раньше и происходят теперь, очень важно, но, прежде чем углубиться в описание технологии, давайте разберемся с ключевыми терминами.
Идентификация — процесс определения, что за человек перед нами. Аутентификация — процесс подтверждения, что этот человек именно тот, за кого себя выдает. Авторизация — процесс принятия решения о том, что именно этой аутентифицированной персоне разрешается делать. То есть, это три разных, последовательных и взаимно не заменяемых понятия. Идентификацию часто подразумевают в составе аутентификации. Самое главное — четко различать аутентификацию и авторизацию.
В ходе аутентификации мы удостоверяемся, что человек, который к нам пришел, обладает доказательствами, подтверждающими личность. В этой статье речь в основном пойдет как раз об аутентификации.
Способы аутентификации
При использовании HTTP-протокола простейший способ аутентификации — Basic access authentication. В принципе этот протокол устарел и уже редко используется в интернете, особенно в незащищенных соединениях, но еще сохраняется во внутрикорпоративных системах, просто потому что некоторые из них созданы достаточно давно. Стоит разобраться, как он работает.
HTTP Basic Authentication
Первым, что при обращении к защищенному ресурсу сервер выдаст пользователю, не имеющему доступа, будет ошибка 401 Unauthorized. При этом ответ также содержит информацию о типе аутентификации (в нашем случае – Basic), который он может принимать, и контекст, в рамках которого эта аутентификация действует (Realm). Пользователь вводит логин и пароль, они упаковываются в Base64 и отправляются на сервер для проверки. Здесь существуют различные опасности. Самая распространенная — угроза man-in-the-middle attack, или атаки посредника, в ходе которой при использовании незащищенного соединения учетные данные могут перехватить злоумышленники в момент передачи от клиента к серверу или обратно.
HTTP Digest Authentication
Следующим этапом развития технологии стала чуть более сложная система HTTP digest authentication, которая исключает передачу учетных данных в открытом виде — здесь для проверки используется MD5-хеш с некоторыми примесями, что позволяет избежать подбора логина и пароля. Конечно, этот алгоритм выглядит более надежным, но и он подвержен целому ряду не самых сложных атак. Например, вот тут можно почитать об атаках более подробно.
Forms Authentication
Позднее появился процесс Forms authentication, при котором аутентификация происходит на более высоком уровне модели абстракции. HTTP-сервер при этом не сообщает об ошибке доступа, а просто перенаправляет неаутентифицированного пользователя на другую страницу. Обычно на этой странице отображаются поля для ввода логина и пароля, после заполнения которых формируется POST-запрос с данными и через защищенный канал направляется на сервер. Серверная сторона в свою очередь возвращает пользователю токен или идентификатор сессии, который сохраняется в Cookies и в дальнейшем используется для доступа к защищенному ресурсу.
Token Authentication
На схеме хорошо видно, как и в какой последовательности приложения обмениваются информацией при использовании аутентификацией по токенам.
На следующей схеме дополнительно отражены те этапы взаимодействия, в которых пользователь принимает непосредственное участие. Этот момент и является недостатком подобной схемы — нам всегда нужен пользователь, чтобы получить доступ к ресурсу.
OAuth2 & Open ID Connect
Дальнейшее усовершенствование процесса понадобилось ввиду того, что токен-аутентификация требует присутствия пользователя в момент получения доступа к защищенному ресурсу. Потому что Identity provider при передаче ему управления будет с пользователем взаимодействовать, запрашивая, например, логин и пароль.
В случае сервиса, который от имени пользователя должен через определенные промежутки времени опрашивать некий третий ресурс, — допустим, получать доступ к списку контактов в социальной сети — токен-аутентификация работать уже не будет. Дело в том, что идентификаторы сессии обычно живут очень недолго, чтобы в случае их перехвата злоумышленники получили доступ к сервису лишь на ограниченное время. Но из-за короткого срока действия токена не хватает, например, на ночной процесс.
В 2006 году в ходе работы над реализацией протокола Open ID для Twitter обнаружилась потребность в новом открытом протоколе авторизации. В 2007 инженеры Google и AOL начали совместную работу над ним, а в 2009 Twitter предложил своим пользователям решение, делегировавшее сторонним сервисам доступ к аккаунтам и основанное на протоколе OAuth. Три года спустя была опубликована новая версия — OAuth 2, упростившая разработку клиентских приложений и получившая целый ряд новых возможностей, среди которых оказалось и обновление токена без участия пользователя. Многие сервисы начали использовать этот протокол еще до его официального утверждения.
Разбираемся детально ху из ху
OpenID 1.0 (2006) & OpenID 2.0 (2007) позволяли приложению(арб) запрашивать у доверенного сервера (authority) проверку пользователя(user). Отличия между версиями для нас несущественны.
Взгляд сверху
Обычно в системах встречаются разные компоненты: пользователи, работающие через браузер, пользователи, взаимодействующие с сервером через мобильные приложения, и просто серверные приложения, нуждающиеся в принадлежащих вам данных, хранящихся на других серверах, доступ к которым осуществляется через Web API.
Single sign-on — технология единого входа — позволяет пользователю переключаться между различными приложениями без повторной аутентификации. Используя SSO можно избежать множественных логинов, так что пользователь просто не будет замечать этих переключений. При этом ситуации, когда в рамках вашей инфраструктуры таких приложений будет больше одного, встречаются постоянно. Технология единого входа особенно удобна в больших энтерпрайз-системах, состоящих из десятков приложений, слабо связанных между собой. Вряд ли пользователи будут довольны, вводя логин и пароль при каждом обращении к системе учета рабочего времени, корпоративному форуму или внутренней базе документов.
В качестве реализации мы рассматриваем протокол OAuth2. В принципе, существуют и другие, например, Kerberos, успешно взаимодействующий с Windows, но в случае гетерогенной сети, в которой существуют компьютеры, использующие и Windows-, и Mac-, и UNIX-системы, использовать проприетарные протоколы зачастую неудобно. Тем более, это касается случаев, когда доступ к вашим сервисам осуществляется через веб — здесь OAuth2 оказывается лучшим кандидатом.
На рисунке выше показано, какие именно протоколы используются при каждом типе взаимодействия.
Как мы знаем из раздела «разбираемся детально ху из ху», OpenID Сonnect нужен, чтобы получить у пользователя его учетные данные и проверить их. OAuth 2.0 нужен, чтобы получать токены доступа и с ними обращаться к ресурсам.
Терминология OAuth2 & OpenID Connect
Сервис выдачи токенов
Open ID Connect Provider — важнейший объект всей конструкции централизованного сервиса аутентификации, он также может называться Security Token Service, Identity Provider authorization server и т. д. Различные источники называют его по-разному, но по смыслу это сервис, который выдает токены клиентам.
Клиент
Client — устройство или программа (браузер, приложение), которым требуется либо токен для аутентификации пользователя, либо токен для доступа к какому-то ресурсу (подразумевается, что данный ресурс «знаком» с тем конкретным «Security Token Service» у которого клиент запрашивает токен для доступа).
Пользователь
User — собственно конечный пользователь — человек.
Область (scope)
Scope — идентификатор ресурса, к которому клиент хочет получить доступ. Список scope посылается в адрес сервиса выдачи токенов в составе запроса на аутентификацию.
По умолчанию все клиенты имеют возможность запрашивать любые области, но это можно (и нужно) ограничивать в конфигурации сервиса выдачи токенов.
Scopes бывают двух видов:
Запрос на аутентификацию
Authentication/Token Request — процесс запроса аутентификации.
Токен личности
Identity Token — подтверждение аутентификации. Этот токен содержит минимальный набор информации о пользователе.
Токен доступа
Access Token — информация, что конкретному пользователю разрешается делать. Клиент запрашивает Access Token и затем использует его для доступа к ресурсам (Web APIs). Access Token содержит информацию о клиенте и пользователе, если она присутствует. Важно понимать, что есть такие типы авторизации, при которых пользователь в процессе непосредственно не участвует (подробнее об этом в следующей части)
Токен обновления
Refresh Token — токен, по которому STS вернет новый Access Token. В зависимости от режима работы, Refresh Token может быть многоразовым и одноразовым. В случае с одноразовым токеном, при запросе нового Access Token будет также сформирован готовый Refresh Token, который следует использовать при повторном обновлении. Очевидно, что одноразовые токены более безопасны.
Более подробно о составе токенов в разделе «структура токена».
Процесс аутентификации
При обращении пользователя к клиенту, тот перенаправляет пользователя на Open ID Connect Provider, который запрашивает у пользователя логин и пароль. В случае успешного прохождения проверки параметров аутентификации он возвращает назад identity token и access token, с которыми пользователь может обращаться к защищенному ресурсу.
Структура токена
Формат
В реализации OAuth2 используется так называемый jwt-токен, который состоит из трех частей. Допустим, при обращении к Identity provider вы отправляете логин/пароль и в ответ получаете токен. Он будет включать в себя: Header (заголовок), Payload (контент) и Signature (подпись). На сайте jwt.io его можно декодировать и посмотреть содержимое формате JSON. На этом сайте вы также найдете описание правил формирования jwt-токенов.
В том, что токены в процессе обмена передаются незашифрованными, ничего страшного нет. Мы изначально исходим из предположения, что коммуникация происходит по защищенному HTTPS-каналу, и повторное шифрование токена было бы избыточным. Единственное, в чем нам нужно убедиться – то, что токен не был подменен или сфальсифицирован на клиентской стороне, для этого достаточно иметь подпись и проверять ее на сервере. Кроме того, токен не содержит никакой критически важной информации.
Кроме identity tokens, есть еще и аccess tokens, которые содержат информацию о выданных пользователю клеймах. Срок действия access token достаточно короткий, потому что его хищение может обеспечить несанкционированный доступ к ресурсу. Т. е. злоумышленник, если ему удастся заполучить токен этого типа, доступ получит на очень непродолжительное время. Для получения нового access token используется refresh token, который обычно не фигурирует в незащищенных средах, в частности в режиме доступа из браузера он вообще не используется. Какие именно токены будут возвращены клиенту в процессе аутентификации, разберемся в следующей части.
Основные поля
Кратко остановимся на том, какие есть стандартные полях в токене и зачем они нужны:
Заключение первой части
В этой статье мы постарались дать теоретический и терминологический фундамент, который понадобится нам создании работающего решения в следующих статьях.
Минимальная реализация интеграция Identity Server в ваше приложение выглядит так:
Минимальная реализация интеграции веб-клиента с Identity Server:
Минимальная реализация интеграции веб-API с Identity Server:
Аутентификация
Аутентификация – средство защиты, устанавливающее подлинность лица, получающего доступ к автоматизированной системе, путем сопоставления сообщенного им идентификатора и предъявленного подтверждающего фактора.
Для аутентификации пользователя используются следующие факторы:
• некоторая секретная информация, к примеру логин и пароль. Введенные данные сравниваются со сведениями, хранящимися в специальной базе данных, и в случае совпадения пользователь пропускается в систему. Это самый популярный, простой и наименее защищенный способ проверки его подлинности. Наиболее распространенные методы получения мошенниками таких данных аутентификации называются фишингом и фармингом;
• уникальный предмет или техническое устройство (смарт-карта, USB-токен и пр.). Обеспечивает более серьезную защиту, чем парольная аутентификация, но также имеет ряд недостатков. Например, такой предмет может быть похищен;
Причем эти факторы аутентификации могут применяться не только по отдельности, но и в комплексе, что повышает уровень безопасности. Скажем, одновременно могут использоваться пароль и отпечатки пальцев. Это называется многофакторной аутентификацией.
Понятия «идентификация» и «аутентификация» часто путают. Идентификация позволяет пользователю сообщить системе свое уникальное имя, а аутентификация дает ей возможность определить, действительно ли человек, назвавший это имя, является тем, за кого себя выдает.
Также следует понимать, чем от этого отличается авторизация. Путем авторизации система проверяет полномочия пользователя на выполнение того или иного действия.
Что такое аутентификация, и как ее пройти без проблем и ошибок
Вы помните, как в школе проходили новую тему по математике, физике, химии и другим сложным предметам? Открываешь книгу, а там масса непонятных слов. Но постепенно мы изучали термины, и все становилось на свои места.
Заканчивая школу, мы не перестаем учиться. Жизнь стремительно меняется, развиваются технологии, побуждая нас получать новые знания и навыки. Чтобы свободно выходить в интернет, общаться и работать в сети, нужно осваивать основные понятия. Сегодня мы разберемся, что такое аутентификация, какой она бывает, и чем этот процесс отличается от идентификации и авторизации.
Определение
С процессом аутентификации в том или ином виде мы сталкиваемся довольно часто.
Аутентификация – это процедура установления подлинности или соответствия.
Чтобы объяснить это простыми словами, приведу пример.
Представьте себе, что недавно купили квартиру или сменили замки, к ключам еще не привыкли. Подходим к дверям и пытаемся вставить ключ в замочную скважину. Если мы ошиблись, то аутентификация не пройдена, ключ не соответствует замку, не открывает его. Если, наоборот, все сошлось, и двери открываются, значит, проверка подлинности пройдена.
Другие примеры аутентификации:
Отличие от идентификации и авторизации
Эти понятия легко можно спутать, потому что они являются этапами одного процесса, частями мозаики. Вернемся к нашему примеру с дверью в квартиру. Чтобы открыть ее, нам нужен ключ, он выступает идентификатором, то есть инструментом, при помощи которого мы будем совершать нужное действие. Вставили его в замок, покрутили – прошли идентификацию.
Если двери открылись, значит, идентификатор верный, подлинный. Это уже аутентификация или, говоря другими словами, процедура проверки. Последний этап – авторизация, мы входим в квартиру, то есть получаем доступ.
Теперь пример с социальными сетями. Мы открываем сайт или приложение в телефоне, вводим логин и пароль – это наши идентификаторы. Затем нажимаем Enter, и информация отправляется на аутентификацию. Программа проверяет, существует ли пользователь с такими учетными данными. Если мы все сделали правильно, то происходит авторизация. Мы входим в социальную сеть и попадаем именно на свою страницу, видим оповещения, диалоги с друзьями, добавленные записи в ленте.
Если вы перепутаете эти термины, ничего страшного, но чтобы понимать, о чем конкретно идет речь в том или ином случае, лучше научиться их отличать.
Виды аутентификации
Пользователи интернета в моем представлении подразделяются на оптимистов и параноиков. Оптимисты не заморачиваются кодами и сложными паролями. Фамилия, дата рождения или слово “qwerty” вполне могут стать их паролем от аккаунта в соцсети или электронной почты. Главное, чтобы было легко запомнить.
Параноики придумывают сложные пароли, шифры и коды, выходят в интернет только со своих устройств и через проверенные сети, пароли хранят у жены в чулке. Они всегда обеспокоены безопасностью.
Если вы относитесь к оптимистам, то я должна вас предупредить. В интернете, как и в реальной жизни, довольно много желающих воспользоваться вашим простодушием, украсть коды доступа, взломать аккаунт, снять деньги со счета. Для этого уже придумано множество технических средств и способов развода.
Поэтому системы аутентификации постоянно совершенствуются, чтобы уменьшить шансы злоумышленников. С другой стороны, каждый сервис, сайт, приложение стремится к тому, чтобы пользователям было удобно и приятно.
Со временем для разных случаев появились такие виды аутентификации:
Как видите, есть разные виды аутентификации для разных программ и случаев. Использовать нужно один из них или несколько вместе в зависимости от целей и задач.
Чем двухуровневая проверка лучше одноуровневой
Двухфакторная аутентификация подразумевает использование сразу двух перечисленных выше методов защиты. Например, мы вставляем карту в терминал и вводим ПИН-код. Или вводим учетные данные от страницы в соцсети и затем получаем одноразовый код на телефон, привязанный к аккаунту.
Такая двойная проверка не требует больших финансовых затрат, она довольно простая и удобная для пользователей, а также значительно увеличивает безопасность данных.
Параноики считают, что можно сделать даже трех- и четырехуровневую проверку, главное, чтобы враги не получили доступ к информации. Но такие меры чаще всего являются излишними, значительно усложняют и замедляют все операции. Можно сказать, что двухэтапная проверка – это компромиссное решение для безопасности и удобства.
Ошибки аутентификации: причины и пути решения
При подключении к сети Wi-Fi, одного устройства к другому или при входе в любую программу и на сайт могут возникнуть проблемы. Чаще всего они связаны с такими причинами:
Как видим, причины могут быть разными. Чтобы разобраться с ними, нужно иметь запасной план, уметь работать с настройками программ и устройств или знать того, кто умеет это делать.
Заключение
Надеюсь, эта статья помогла вам разобраться с тем, для чего нужна аутентификация, и какие ее виды бывают. Также мы обсудили возможные проблемы при проверке подлинности и пути их решения. Если у вас возникла конкретная ошибка доступа, напишите об этом в комментариях, обсудим.
Подписывайтесь на новости iklife.ru, учитесь вместе с нами работать с разными программами, сервисами и приложениями, чтобы идти в ногу со временем.
Всего доброго. До новой познавательной встречи.
Обзор способов и протоколов аутентификации в веб-приложениях
Я расскажу о применении различных способов аутентификации для веб-приложений, включая аутентификацию по паролю, по сертификатам, по одноразовым паролям, по ключам доступа и по токенам. Коснусь технологии единого входа (Single Sign-On), рассмотрю различные стандарты и протоколы аутентификации.
Перед тем, как перейти к техническим деталям, давайте немного освежим терминологию.
Аналогично эти термины применяются в компьютерных системах, где традиционно под идентификацией понимают получение вашей учетной записи (identity) по username или email; под аутентификацией — проверку, что вы знаете пароль от этой учетной записи, а под авторизацией — проверку вашей роли в системе и решение о предоставлении доступа к запрошенной странице или ресурсу.
Однако в современных системах существуют и более сложные схемы аутентификации и авторизации, о которых я расскажу далее. Но начнем с простого и понятного.
Аутентификация по паролю
Этот метод основывается на том, что пользователь должен предоставить username и password для успешной идентификации и аутентификации в системе. Пара username/password задается пользователем при его регистрации в системе, при этом в качестве username может выступать адрес электронной почты пользователя.
Применительно к веб-приложениям, существует несколько стандартных протоколов для аутентификации по паролю, которые мы рассмотрим ниже.
HTTP authentication
Этот протокол, описанный в стандартах HTTP 1.0/1.1, существует очень давно и до сих пор активно применяется в корпоративной среде. Применительно к веб-сайтам работает следующим образом:
Весь процесс стандартизирован и хорошо поддерживается всеми браузерами и веб-серверами. Существует несколько схем аутентификации, отличающихся по уровню безопасности:
Forms authentication
Для этого протокола нет определенного стандарта, поэтому все его реализации специфичны для конкретных систем, а точнее, для модулей аутентификации фреймворков разработки.
Работает это по следующему принципу: в веб-приложение включается HTML-форма, в которую пользователь должен ввести свои username/password и отправить их на сервер через HTTP POST для аутентификации. В случае успеха веб-приложение создает session token, который обычно помещается в browser cookies. При последующих веб-запросах session token автоматически передается на сервер и позволяет приложению получить информацию о текущем пользователе для авторизации запроса.
Пример forms authentication.
Приложение может создать session token двумя способами:
Другие протоколы аутентификации по паролю
Два протокола, описанных выше, успешно используются для аутентификации пользователей на веб-сайтах. Но при разработке клиент-серверных приложений с использованием веб-сервисов (например, iOS или Android), наряду с HTTP аутентификацией, часто применяются нестандартные протоколы, в которых данные для аутентификации передаются в других частях запроса.
Существует всего несколько мест, где можно передать username и password в HTTP запросах:
Распространенные уязвимости и ошибки реализации
Аутентификации по паролю считается не очень надежным способом, так как пароль часто можно подобрать, а пользователи склонны использовать простые и одинаковые пароли в разных системах, либо записывать их на клочках бумаги. Если злоумышленник смог выяснить пароль, то пользователь зачастую об этом не узнает. Кроме того, разработчики приложений могут допустить ряд концептуальных ошибок, упрощающих взлом учетных записей.
Ниже представлен список наиболее часто встречающихся уязвимостей в случае использования аутентификации по паролю:
Аутентификация по сертификатам
Сертификат представляет собой набор атрибутов, идентифицирующих владельца, подписанный certificate authority (CA). CA выступает в роли посредника, который гарантирует подлинность сертификатов (по аналогии с ФМС, выпускающей паспорта). Также сертификат криптографически связан с закрытым ключом, который хранится у владельца сертификата и позволяет однозначно подтвердить факт владения сертификатом.
На стороне клиента сертификат вместе с закрытым ключом могут храниться в операционной системе, в браузере, в файле, на отдельном физическом устройстве (smart card, USB token). Обычно закрытый ключ дополнительно защищен паролем или PIN-кодом.
В веб-приложениях традиционно используют сертификаты стандарта X.509. Аутентификация с помощью X.509-сертификата происходит в момент соединения с сервером и является частью протокола SSL/TLS. Этот механизм также хорошо поддерживается браузерами, которые позволяют пользователю выбрать и применить сертификат, если веб-сайт допускает такой способ аутентификации.
Использование сертификата для аутентификации.
Во время аутентификации сервер выполняет проверку сертификата на основании следующих правил:
Пример X.509 сертификата.
После успешной аутентификации веб-приложение может выполнить авторизацию запроса на основании таких данных сертификата, как subject (имя владельца), issuer (эмитент), serial number (серийный номер сертификата) или thumbprint (отпечаток открытого ключа сертификата).
Использование сертификатов для аутентификации — куда более надежный способ, чем аутентификация посредством паролей. Это достигается созданием в процессе аутентификации цифровой подписи, наличие которой доказывает факт применения закрытого ключа в конкретной ситуации (non-repudiation). Однако трудности с распространением и поддержкой сертификатов делает такой способ аутентификации малодоступным в широких кругах.
Аутентификация по одноразовым паролям
Аутентификация по одноразовым паролям обычно применяется дополнительно к аутентификации по паролям для реализации two-factor authentication (2FA). В этой концепции пользователю необходимо предоставить данные двух типов для входа в систему: что-то, что он знает (например, пароль), и что-то, чем он владеет (например, устройство для генерации одноразовых паролей). Наличие двух факторов позволяет в значительной степени увеличить уровень безопасности, что м. б. востребовано для определенных видов веб-приложений.
Другой популярный сценарий использования одноразовых паролей — дополнительная аутентификация пользователя во время выполнения важных действий: перевод денег, изменение настроек и т. п.
Существуют разные источники для создания одноразовых паролей. Наиболее популярные:
Аппаратный токен RSA SecurID генерирует новый код каждые 30 секунд.
В веб-приложениях такой механизм аутентификации часто реализуется посредством расширения forms authentication: после первичной аутентификации по паролю, создается сессия пользователя, однако в контексте этой сессии пользователь не имеет доступа к приложению до тех пор, пока он не выполнит дополнительную аутентификацию по одноразовому паролю.
Аутентификация по ключам доступа
Этот способ чаще всего используется для аутентификации устройств, сервисов или других приложений при обращении к веб-сервисам. Здесь в качестве секрета применяются ключи доступа (access key, API key) — длинные уникальные строки, содержащие произвольный набор символов, по сути заменяющие собой комбинацию username/password.
В большинстве случаев, сервер генерирует ключи доступа по запросу пользователей, которые далее сохраняют эти ключи в клиентских приложениях. При создании ключа также возможно ограничить срок действия и уровень доступа, который получит клиентское приложение при аутентификации с помощью этого ключа.
Хороший пример применения аутентификации по ключу — облако Amazon Web Services. Предположим, у пользователя есть веб-приложение, позволяющее загружать и просматривать фотографии, и он хочет использовать сервис Amazon S3 для хранения файлов. В таком случае, пользователь через консоль AWS может создать ключ, имеющий ограниченный доступ к облаку: только чтение/запись его файлов в Amazon S3. Этот ключ в результате можно применить для аутентификации веб-приложения в облаке AWS.
Пример применения аутентификации по ключу.
Использование ключей позволяет избежать передачи пароля пользователя сторонним приложениям (в примере выше пользователь сохранил в веб-приложении не свой пароль, а ключ доступа). Ключи обладают значительно большей энтропией по сравнению с паролями, поэтому их практически невозможно подобрать. Кроме того, если ключ был раскрыт, это не приводит к компрометации основной учетной записи пользователя — достаточно лишь аннулировать этот ключ и создать новый.
С технической точки зрения, здесь не существует единого протокола: ключи могут передаваться в разных частях HTTP-запроса: URL query, request body или HTTP header. Как и в случае аутентификации по паролю, наиболее оптимальный вариант — использование HTTP header. В некоторых случаях используют HTTP-схему Bearer для передачи токена в заголовке (Authorization: Bearer [token]). Чтобы избежать перехвата ключей, соединение с сервером должно быть обязательно защищено протоколом SSL/TLS.
Пример аутентификации по ключу доступа, переданного в HTTP заголовке.
Кроме того, существуют более сложные схемы аутентификации по ключам для незащищенных соединений. В этом случае, ключ обычно состоит их двух частей: публичной и секретной. Публичная часть используется для идентификации клиента, а секретная часть позволяет сгенерировать подпись. Например, по аналогии с digest authentication схемой, сервер может послать клиенту уникальное значение nonce или timestamp, а клиент — возвратить хэш или HMAC этого значения, вычисленный с использованием секретной части ключа. Это позволяет избежать передачи всего ключа в оригинальном виде и защищает от replay attacks.
Аутентификация по токенам
Такой способ аутентификации чаще всего применяется при построении распределенных систем Single Sign-On (SSO), где одно приложение (service provider или relying party) делегирует функцию аутентификации пользователей другому приложению (identity provider или authentication service). Типичный пример этого способа — вход в приложение через учетную запись в социальных сетях. Здесь социальные сети являются сервисами аутентификации, а приложение доверяет функцию аутентификации пользователей социальным сетям.
Реализация этого способа заключается в том, что identity provider (IP) предоставляет достоверные сведения о пользователе в виде токена, а service provider (SP) приложение использует этот токен для идентификации, аутентификации и авторизации пользователя.
На общем уровне, весь процесс выглядит следующим образом:
Пример аутентификации «активного» клиента при помощи токена, переданного посредством Bearer схемы.
Процесс, описанный выше, отражает механизм аутентификации активного клиента, т. е. такого, который может выполнять запрограммированную последовательность действий (например, iOS/Android приложения). Браузер же — пассивный клиент в том смысле, что он только может отображать страницы, запрошенные пользователем. В этом случае аутентификация достигается посредством автоматического перенаправления браузера между веб-приложениями identity provider и service provider.
Пример аутентификации «пассивного» клиента посредством перенаправления запросов.
Существует несколько стандартов, в точности определяющих протокол взаимодействия между клиентами (активными и пассивными) и IP/SP-приложениями и формат поддерживаемых токенов. Среди наиболее популярных стандартов — OAuth, OpenID Connect, SAML, и WS-Federation. Некоторая информация об этих протоколах — ниже в статье.
Сам токен обычно представляет собой структуру данных, которая содержит информацию, кто сгенерировал токен, кто может быть получателем токена, срок действия, набор сведений о самом пользователе (claims). Кроме того, токен дополнительно подписывается для предотвращения несанкционированных изменений и гарантий подлинности.
При аутентификации с помощью токена SP-приложение должно выполнить следующие проверки:
В случае успешной проверки SP-приложение выполняет авторизацию запроса на основании данных о пользователе, содержащихся в токене.
Форматы токенов
Существует несколько распространенных форматов токенов для веб-приложений:
Пример SWT токена (после декодирования).
Issuer=http://auth.myservice.com&
Audience=http://myservice.com&
ExpiresOn=1435937883&
UserName=John Smith&
UserRole=Admin&
HMACSHA256=KOUQRPSpy64rvT2KnYyQKtFFXUIggnesSpE7ADA4o9w
Пример подписанного JWT токена (после декодирования 1 и 2 блоков).
Стандарт SAML
Стандарт Security Assertion Markup Language (SAML) описывает способы взаимодействия и протоколы между identity provider и service provider для обмена данными аутентификации и авторизации посредством токенов. Изначально версии 1.0 и 1.1 были выпущены в 2002 – 2003 гг., в то время как версия 2.0, значительно расширяющая стандарт и обратно несовместимая, опубликована в 2005 г.
Этот основополагающий стандарт — достаточно сложный и поддерживает много различных сценариев интеграции систем. Основные «строительные блоки» стандарта:
Кроме того, стандарт определяет формат обмена метаинформацией между участниками, которая включает список поддерживаемых ролей, протоколов, атрибутов, ключи шифрования и т. п.
Рассмотрим краткий пример использования SAML для сценария Single Sign-On. Пользователь хочет получить доступ на защищенный ресурс сервис-провайдера (шаг № 1 на диаграмме аутентификации пассивных клиентов). Т. к. пользователь не был аутентифицирован, SP отправляет его на сайт identity provider’а для создания токена (шаг № 2). Ниже приведен пример ответа SP, где последний использует SAML HTTP Redirect binding для отправки сообщения с запросом токена:
В случае такого запроса, identity provider аутентифицирует пользователя (шаги №3-4), после чего генерирует токен. Ниже приведен пример ответа IP с использованием HTTP POST binding (шаг № 5):
После того как браузер автоматически отправит эту форму на сайт service provider’а (шаг № 6), последний декодирует токен и аутентифицирует пользователя. По результатам успешной авторизации запроса пользователь получает доступ к запрошенному ресурсу (шаг № 7).
Стандарты WS-Trust и WS-Federation
WS-Trust и WS-Federation входят в группу стандартов WS-*, описывающих SOAP/XML-веб сервисы. Эти стандарты разрабатываются группой компаний, куда входят Microsoft, IBM, VeriSign и другие. Наряду с SAML, эти стандарты достаточно сложные, используются преимущественно в корпоративных сценариях.
Стандарт WS-Trust описывает интерфейс сервиса авторизации, именуемого Secure Token Service (STS). Этот сервис работает по протоколу SOAP и поддерживает создание, обновление и аннулирование токенов. При этом стандарт допускает использование токенов различного формата, однако на практике в основном используются SAML-токены.
Стандарт WS-Federation касается механизмов взаимодействия сервисов между компаниями, в частности, протоколов обмена токенов. При этом WS-Federation расширяет функции и интерфейс сервиса STS, описанного в стандарте WS-Trust. Среди прочего, стандарт WS-Federation определяет:
Можно сказать, что WS-Federation позволяет решить те же задачи, что и SAML, однако их подходы и реализация в некоторой степени отличаются.
Стандарты OAuth и OpenID Connect
В отличие от SAML и WS-Federation, стандарт OAuth (Open Authorization) не описывает протокол аутентификации пользователя. Вместо этого он определяет механизм получения доступа одного приложения к другому от имени пользователя. Однако существуют схемы, позволяющие осуществить аутентификацию пользователя на базе этого стандарта (об этом — ниже).
Первая версия стандарта разрабатывалась в 2007 – 2010 гг., а текущая версия 2.0 опубликована в 2012 г. Версия 2.0 значительно расширяет и в то же время упрощает стандарт, но обратно несовместима с версией 1.0. Сейчас OAuth 2.0 очень популярен и используется повсеместно для предоставления делегированного доступа и третье-сторонней аутентификации пользователей.
Чтобы лучше понять сам стандарт, рассмотрим пример веб-приложения, которое помогает пользователям планировать путешествия. Как часть функциональности оно умеет анализировать почту пользователей на наличие писем с подтверждениями бронирований и автоматически включать их в планируемый маршрут. Возникает вопрос, как это веб-приложение может безопасно получить доступ к почте пользователей, например, к Gmail?
> Попросить пользователя указать данные своей учетной записи? — плохой вариант.
> Попросить пользователя создать ключ доступа? — возможно, но весьма сложно.
Как раз эту проблему и позволяет решить стандарт OAuth: он описывает, как приложение путешествий (client) может получить доступ к почте пользователя (resource server) с разрешения пользователя (resource owner). В общем виде весь процесс состоит из нескольких шагов:
Взаимодействие компонентов в стандарте OAuth.
Стандарт описывает четыре вида грантов, которые определяют возможные сценарии применения:
Стандарт не определяет формат токена, который получает приложение: в сценариях, адресуемых стандартом, приложению нет необходимости анализировать токен, т. к. он лишь используется для получения доступа к ресурсам. Поэтому ни токен, ни грант сами по себе не могут быть использованы для аутентификации пользователя. Однако если приложению необходимо получить достоверную информацию о пользователе, существуют несколько способов это сделать:
Стоит заметить, что OpenID Connect, заменивший предыдущие версии стандарта OpenID 1.0 и 2.0, также содержит набор необязательных дополнений для поиска серверов авторизации, динамической регистрации клиентов и управления сессией пользователя.
Заключение
В этой статье мы рассмотрели различные методы аутентификации в веб-приложениях. Ниже — таблица, которая резюмирует описанные способы и протоколы: