在 WebSphere AS 中使用 Web 服務安全性

2019-11-18 12:42:56

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供稿：網友

　　引言
　　Web 服務是一些虛擬軟件組件，可以通過各種協議和格式對它進行訪問和調用。這些組件所處的環境各不相同且是分布式的。因此，需要一個安全通信基礎架構來確保這些組件之間的消息（和內容）的安全性。
　　
　　Web 服務安全性（Web Services Security ，WS-Security 或 WSS）十分靈活，可以將它設計成一個基礎平臺，可以在此平臺上構建各種安全模型，包括公鑰基礎架構（PKI）、Kerberos 和安全套接字層（SSL）。非凡是，WS-Security 支持多種安全性令牌、多種信任域、多種簽名格式以及多種加密技術。
　　
　　這個規范提供了三種主要機制：
　　
　　安全性令牌傳播
　　消息完整性
　　消息機密性。
　　
　　這些機制本身并不提供完整的安全性解決方案。相反，WS-Security 是一個構件，它可以與其他的 Web 服務擴展及更高層的特定于應用程序的協議一起使用，從而提供各種各樣的安全性模型和加密技術。這些機制可以獨立使用（例如，用于傳遞安全性令牌），也可以非常緊密地集成在一起（例如，簽名和加密消息，以及提供與用于簽名和加密的密鑰相關聯的安全性令牌層次）。
　　
　　本文假定您具有一定的 Web 服務、J2EE 技術及 WebSphere® application Server V5.0.2 的基本知識。通過閱讀本文，您將會理解如何在現有的基礎架構上使用 WS-Security，同時也將了解一種聲明性的編程模型，即 WebSphere Application Server V5.0.2 提供保護應用程序的通信基礎架構。
　　
　　WebSphere Application Server V5.0.2 中的 WS-Security
　　WebSphere Application Server V5.0.2 通過一種聲明性模型來使用 WS-Security。這種模型的創建和修改可以通過 WebSphere Studio Application Developer Version 5.1、WebSphere Application Server V5.0.2 中可用的應用服務器工具包（ASTK）或 WebSphere 治理控制臺來完成。為了更深地理解這一技術，我們將在此描述一下手動過程。
　　
　　可以傳播的安全性令牌是 Username 令牌、基于 X.509 的證書以及輕量級第三方驗證（LTPA）；同時還有一個 API 來為用戶定義的令牌提供插件。消息完整性是由基于 PKI 的數字簽名提供的（目前還不支持對稱密鑰簽名），而消息機密性是由 xml 加密法提供的。
　　
　　WebSphere 安全性處理程序通過讀取已聲明的部署擴展來獲取配置和實施 WS-Security 基礎架構，如圖 1 所示。它們被實現為基于 WebSphere 運行時的 JAX-RPC 處理程序，并且對于應用程序開發人員是透明的。
　　
　　圖 1. WebSphere Application Server V5.0.2 中的 WS-Security
　　　在 WebSphere AS 中使用 Web 服務安全性（圖一）

　　
　　樣本帳戶服務
　　WebSphere Application Server V5.0.2 有一種方便而強大的方式來啟用 WS-Security，從而為應用程序的通信鏈路提供 MLS。它可以讓您獲取現有的任何服務的 Web 服務描述語言（WSDL），并為您提供必要的 WS-Security 擴展和綁定來保護 Web 服務客戶端和服務器之間的消息。
　　
　　本文假定已經有了一個要應用 WS-Security 必須啟用的 Web 服務。這里使用的示例服務是 AccountService，它是由一個假設的銀行（SomeBank）提供的。
　　
　　AccountService 是一個簡單的 Web 服務；出于演示的目的，它并沒有執行真正的業務處理。它包含一個簡單的操作 accountEnquiry，這一操作獲取 AccountRequest 消息并返回 AccountResponse 消息。AccountRequest 消息包含有 AccountID 和 AccountType 信息。AccountResponse 包含有帳戶信息傳遞之后的結算。accountEnquiry 操作并沒有執行任何基于請求消息的處理，而是返回一個固定的結算值 12345.0。然而，這些消息是很重要的，因為我們將要使用 tcpmon（一個真正監聽消息的實體）來監控它們在線路中傳送的情況——首先看采用不安全的消息格式的情況，然后再看具有各種 WS-Security 配置的情況。
　　
　　為了演示的方便，我們在服務中將 accountEnquiry 操作作為四個獨立的端口公開；配置 WS-Security 之后就會使用這些端口。然而，對于不安全的服務來說，所有的端口都是相類似的。在為 AccountService 配置 WS-Security 時會討論這些端口。
　　
　　我們先來安裝 AccountService 和它的客戶端。
　　
　　安裝和運行不安全的服務
　　要安全和測試不安全的 AccountService，您需要執行以下的操作：
　　
　　下載 WSS-Sample.zip 文件并將其解壓到一個臨時文件夾中。
　　使用 WebSphere 治理控制臺來安裝企業應用程序 AccountService（即 SomeBankService.ear 文件）。可在 code/service 目錄下安裝。請確保選擇的是缺省的選項，并在安裝后保存配置。
　　使用控制臺來啟動企業應用程序。
　　打開一個瀏覽器，訪問 http：//localhost：9080/SomeBankService/services/SomeBankPort 來測試服務是否可用。假如您得到消息“And now ... Some Services”，就表明您已經成功地配置了 SomeBank AccountService。
　　您還可以訪問 http：//localhost：9080/SomeBankService/services/SomeBankPort?WSDL 來檢查 AccountService WSDL 是否可用。該 WSDL 必須和附錄所示的 WSDL 相類似。
　　
　　安裝和運行不安全的客戶端
　　要安裝 AccountService 的客戶端，您需要執行以下的操作：
　　
　　使用 WebSphere 治理控制臺來安裝 Web 應用程序（即 SomeBankClient.war 文件）?？稍?code/client 目錄下安裝。在安裝 WAR 文件時，請確保在 Web 模塊中鍵入 Context Root。請選擇缺省值，并在安裝后保存配置。
　　使用控制臺啟動 Web 應用程序。
　　打開一個瀏覽器，訪問 http：//localhost：9080/<context-root> 來測試一下客戶端是否正確安裝。
　　您將會看到圖 2 所示的屏幕。
　　圖 2. AccountService 客戶端
　　　在 WebSphere AS 中使用 Web 服務安全性（圖二）

　　客戶端的缺省選擇是可用的，可以用它們來測試剛剛安裝的 AccountService。單擊 Submit，您將會看到如圖 3 所示的結果頁面。
　　圖 3. 客戶端結果頁面
　　　在 WebSphere AS 中使用 Web 服務安全性（圖三）

　　現在我們已經成功地安裝了服務和客戶端，現在讓我們回顧一下客戶端的輸入選項：
　　
　　Account ID and Account Type：這些是虛構的輸入，因為服務響應是固定的。但是它們也是重要的，因為在您使用 tcpmon 來監控消息時您將會看到它們。
　　Message Encryption：在配置 WS-Security 之后打開線路中的消息的 XML 加密，從而提供消息的機密性。
　　Message Signing：在配置 WS-Security 之后打開線路中的消息的 XML 數字簽名，從而提供消息的完整性。
　　Service Port：指向基于 HTTP 的端口，在這一端口中服務是可用的。您可以使用這一選項來指向一個 tcpmon 代理端口（將在下面討論），以便觀察 Web 服務請求和響應消息。
　　Transport PRotocol：用于選擇是否使用 SSL。假如選中 HTTPS，則客戶端就會被局限于使用 WebSphere 內部 SSL 端口 9443。顯然，假如這樣選擇的話，tcpmon 就不能夠在線路中觀察消息了。
　　
　　因此，同時使用 MLS 和 TLS 來配置安全性選項時會有八種組合，由以下選項構成：
　　
　　XML 加密 [啟用/禁用]
　　數字簽名 [啟用/禁用]
　　SSL [啟用/禁用]。
　　這使得客戶端具有足夠多的選擇來觀察 WS-Security 機制。
　　
　　使用 tcpmon 來觀察消息
　　tcpmon 是 WebSphere Application Server V5.0.2 附帶的一個實體。通過代理端口，tcpmon 可以用于查看和檢查 SOAP 消息（請求和響應）。
　　
　　要配置 tcpmon 以便在不安全的場景中監控消息，您需要執行以下的操作：
　　
　　檢查 <WAS_HOME>/bin 目錄中是否有一個 tcpmon.bat 文件。假如有，則直接執行步驟 3。
　　將清單 1 復制和粘貼到一個文件中，從而創建 tcpmon.bat 文件。
　　清單 1. tcpmon.bat 的源代碼
　　@REM Copyright IBM Corp. 2002 ，2003
　　@setlocal
　　@echo off
　　
　　SET CONSOLE_ENCODING=-Dws.output.encoding=console
　　
　　call "%~dp0setupCmdLine.bat"
　　"%java_HOME%/bin/java" %CONSOLE_ENCODING% "-
　　Dws.ext.dirs=%WAS_EXT_DIRS%;%WAS_USER_DIRS%" -classpath
　　"%WAS_HOME%"/lib/webservices.jar;"%WAS_CLASSPATH%";"%CLASSPATH%"
　　com.ibm.ws.bootstrap.WSLauncher com.ibm.ws.webservices.engine.utils.tcpmon
　　
　　@endlocal
　　
　　運行 tcpmon.bat 程序，您將會看到圖 4 所示的屏幕。
　　圖 4. Tcpmon 治理窗口
　　　在 WebSphere AS 中使用 Web 服務安全性（圖四）

　　在 Listen Port # 字段中鍵入可用的端口（例如，9999）。
　　在 Target Hostname 字段中鍵入 localhost。
　　在 Target Port # 字段中鍵入 9080。
　　單擊 Add，這樣就會顯示一個面板，該面板監聽端口 9999 并將請求轉發給 localhost：9080。
　　現在，請切換到顯示 AccountService 客戶端的瀏覽器，在 Service Port 字段中鍵入端口 9999。單擊 Submit。
　　Account Service 客戶端具有如上所述的行為。在 tcpmon 面板中，請注重請求（上面板）和響應（下面板）消息，如圖 5 所示。
　　圖 5. Tcpmon 顯示截獲的消息
　　　在 WebSphere AS 中使用 Web 服務安全性（圖五）