Java平台提供的认证与授权服务(Java Authentication and Authorization Service (JAAS)),能够控制代码对敏感或关键资源的访问,例如文件系统,网络服务,系统属性访问等,加强代码的安全性。主要包含认证与授权两部分,认证的目的在于可靠安全地确定当前是谁在执行代码,代码可以是一个应用,applet,bean,servlet;授权的目的在于确定了当前执行代码的用户有什么权限,资源是否可以进行访问。虽然JAAS表面上分为了两大部分,而实际上两者是密不可分的,下面看一段代码:
public class App { public static void main(String[] args) { System.out.println(System.getProperty("java.home")); } }
非常简单只是输出java.home系统属性,现在肯定是没有任何问题,属性会能正常输出。把上述代码改为如下后:
public class App { public static void main(String[] args) { //安装安全管理器 System.setSecurityManager(new SecurityManager()); System.out.println(System.getProperty("java.home")); } }
抛出了如下异常:java.security.AccessControlException: access denied ("java.util.PropertyPermission" "java.home" "read"),异常提示没有对java.home的读取权限,系统属性也是一种资源,与文件访问类似;默认情况下对于普通Java应用是没有安装安全管理器,在手动安装安全管理器后,如果没有为应用授权则没有任何权限,所以应用无法访问java.home系统属性。
授权的方式是为安全管理器绑定一个授权策略文件。由于我是在eclipse Java工程中直接运行main方法,所以就在工程根目录下新建一个demo.policy文件,文件内容如下:
grant { permission java.util.PropertyPermission "java.home", "read"; };
该授权的效果是任何用户运行的任何程序都有对java.home的读权限,policy文件的具体格式请参看:http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/security/PolicyFiles.html
为安全管理器绑定policy文件的方式有两种:一、在运行程序的时候加入-Djava.security.policy=demo.policy虚拟机启动参数;二、执行System.setProperty("java.security.policy", "demo.policy");其实两者的效果一样,都是在设置系统属性,其中demo.policy是路径,这里为了简单指定的是相对路径,绝对路径当然也没问题。再次运行程序不再抛出异常,说明程序拥有了对java.home系统属性的读取权限。在Java中权限有很多,具体可参考:http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/security/spec/security-spec.doc3.html#17001
在上述过程中虽然完成了授权,但授权的针对性不强,在程序绑定了该policy文件后,无论是哪个用户执行都将拥有java.home系统属性的读权限,现在我们希望做更加细粒度的权限控制,这里需要用到认证服务了。
认证服务有点“麻烦”,一般情况下主要都涉及到了LoginContext,LoginModule,CallbackHandler,Principal,后三者还需要开发者自己实现。这里先解释一下这几个类的作用:
1.LoginContext:认证核心类,也是入口类,用于触发登录认证,具体的登录模块由构造方法name参数指定
2.LoginModule:登录模块,封装具体的登录认证逻辑,如果认证失败则抛出异常,成为则向Subject中添加一个Principal
3.CallbackHandler:回调处理器,用于搜集认证信息
4.Principal:代表程序用户的某一身份,与其密切相关的为Subject,用于代表程序用户,而一个用户可以多种身份,授权时可以针对某用户的多个身份分别授权
下面看一个认证例子:
package com.xtayfjpk.security.jaas.demo; import javax.security.auth.login.LoginContext; import javax.security.auth.login.LoginException; public class App { public static void main(String[] args) { System.setProperty("java.security.auth.login.config", "demo.config"); System.setProperty("java.security.policy", "demo.policy"); System.setSecurityManager(new SecurityManager()); try { //创建登录上下文 LoginContext context = new LoginContext("demo", new DemoCallbackHander()); //进行登录,登录不成功则系统退出 context.login(); } catch (LoginException le) { System.err.println("Cannot create LoginContext. " + le.getMessage()); System.exit(-1); } catch (SecurityException se) { System.err.println("Cannot create LoginContext. " + se.getMessage()); System.exit(-1); } //访问资源 System.out.println(System.getProperty("java.home")); } }
package com.xtayfjpk.security.jaas.demo; import java.io.IOException; import java.security.Principal; import java.util.Iterator; import java.util.Map; import javax.security.auth.Subject; import javax.security.auth.callback.Callback; import javax.security.auth.callback.CallbackHandler; import javax.security.auth.callback.NameCallback; import javax.security.auth.callback.PasswordCallback; import javax.security.auth.callback.UnsupportedCallbackException; import javax.security.auth.login.FailedLoginException; import javax.security.auth.login.LoginException; import javax.security.auth.spi.LoginModule; public class DemoLoginModule implements LoginModule { private Subject subject; private CallbackHandler callbackHandler; private boolean success = false; private String user; private String password; @Override public void initialize(Subject subject, CallbackHandler callbackHandler, Map<String, ?> sharedState, Map<String, ?> options) { this.subject = subject; this.callbackHandler = callbackHandler; } @Override public boolean login() throws LoginException { NameCallback nameCallback = new NameCallback("请输入用户名"); PasswordCallback passwordCallback = new PasswordCallback("请输入密码", false); Callback[] callbacks = new Callback[]{nameCallback, passwordCallback}; try { //执行回调,回调过程中获取用户名与密码 callbackHandler.handle(callbacks); //得到用户名与密码 user = nameCallback.getName(); password = new String(passwordCallback.getPassword()); } catch (IOException | UnsupportedCallbackException e) { success = false; throw new FailedLoginException("用户名或密码获取失败"); } //为简单起见认证条件写死 if(user.length()>3 && password.length()>3) { success = true;//认证成功 } return true; } @Override public boolean commit() throws LoginException { if(!success) { return false; } else { //如果认证成功则得subject中添加一个Principal对象 //这样某身份用户就认证通过并登录了该应用,即表明了谁在执行该程序 this.subject.getPrincipals().add(new DemoPrincipal(user)); return true; } } @Override public boolean abort() throws LoginException { logout(); return true; } @Override public boolean logout() throws LoginException { //退出时将相应的Principal对象从subject中移除 Iterator<Principal> iter = subject.getPrincipals().iterator(); while(iter.hasNext()) { Principal principal = iter.next(); if(principal instanceof DemoPrincipal) { if(principal.getName().equals(user)) { iter.remove(); break; } } } return true; } }
package com.xtayfjpk.security.jaas.demo; import java.io.IOException; import javax.security.auth.callback.Callback; import javax.security.auth.callback.CallbackHandler; import javax.security.auth.callback.NameCallback; import javax.security.auth.callback.PasswordCallback; import javax.security.auth.callback.UnsupportedCallbackException; public class DemoCallbackHander implements CallbackHandler { @Override public void handle(Callback[] callbacks) throws IOException, UnsupportedCallbackException { NameCallback nameCallback = (NameCallback) callbacks[0]; PasswordCallback passwordCallback = (PasswordCallback) callbacks[1]; //设置用户名与密码 nameCallback.setName(getUserFromSomeWhere()); passwordCallback.setPassword(getPasswordFromSomeWhere().toCharArray()); } //为简单起见用户名与密码写死直接返回,真实情况可以由用户输入等具体获取 public String getUserFromSomeWhere() { return "zhangsan"; } public String getPasswordFromSomeWhere() { return "zhangsan"; } }
package com.xtayfjpk.security.jaas.demo; import java.security.Principal; public class DemoPrincipal implements Principal { private String name; public DemoPrincipal(String name) { this.name = name; } @Override public String getName() { return this.name; } }
使用认证服务时,需要绑定一个认证配置文件,在例子中通过System.setProperty("java.security.auth.login.config", "demo.config");实现,当然也可以设置虚拟属性-Djava.security.auth.login.config=demo.config实现。配置文件内容如下:
demo { com.xtayfjpk.security.jaas.demo.DemoLoginModule required debug=true; };
其中demo为配置名称,其内容指定了需要使用到哪登录模块(LoginModule),认证配置文件具体格式请参看:http://docs.oracle.com/javase/6/docs/technotes/guides/security/jgss/tutorials/LoginConfigFile.html
前面说到认证与授权密不可分,这里就可以说明,在创建LoginContext对象时就需要有createLoginContext.demo的认证权限,demo就是认证配置文件中的配置名称,该名称在构造LoginContext对象时指定。由于在DemoLoginModule中修改了Subject的principals集合,还需要有modifyPrincipals认证权限,所以授权策略文件内容变为:
grant { permission javax.security.auth.AuthPermission "createLoginContext.demo"; permission javax.security.auth.AuthPermission "modifyPrincipals"; permission java.util.PropertyPermission "java.home", "read"; };
再次运行程序,java.home系统属性正常输出,但此时我们还是没有针对某特定用户身份进行授权,这个就需要在授权文件中配置Principal,现在将授权文件改写为:
grant principal com.xtayfjpk.security.jaas.demo.DemoPrincipal "zhangsan"{ permission java.util.PropertyPermission "java.home", "read"; }; grant { permission javax.security.auth.AuthPermission "createLoginContext.demo"; permission javax.security.auth.AuthPermission "modifyPrincipals"; permission javax.security.auth.AuthPermission "doAsPrivileged"; };
这就意味着只有以名为zhangsan的DemoPrincipal登录应用才会拥有java.home系统属性的读权限,此时读取java.home的代码需要做一定的修改,如下:
Subject subject = context.getSubject(); //该方法调用需要"doAsPrivileged"权限 Subject.doAsPrivileged(subject, new PrivilegedAction<Object>() { @Override public Object run() { System.out.println(System.getProperty("java.home")); return null; } }, null);
因为在Subject中才有Principal信息,这样就可以针对每一种用户身份制定一套权限方案。