Webservice实现WS-Security（XFire）

关键字：基于XFire实施WS-Security

说明：附件是带有截图的完整文章，很高兴分享给大家。

概述

Web Service是安全的吗？鉴于安全性涉及诸多方面（例如身份验证和授权、数据隐私和完整性等），而 SOAP 规范中根本没有提及安全性这一事实，所以我们不难理解人们为什么认为答案是

否定的。

很少有不需要某种形式的安全性保证的企业级系统。在 Web Service中，处理Web Service安全的过程比处理其他领域应用的安全问题更为复杂，因为Web Service具有分布式、无状态的特性。

WS-Security是解决Web Service安全问题的规范，大多数商业的Java EE应用服务器都实现了WS-Security规范，Apache WSS4J是WS-Security的开源实现，WSS4J通过SOAP中WS-Security相关的

信息对SOAP报文进行验证和签名，XFire通过WSS4J对WS-Security提供了支持。你可以从http://ws.apache.org/wss4j 了解更多关于WSS4J的信息。

认识WS-Security

2002 年 4 月，IBM、Microsoft 和 VeriSign 在他们的 Web 站点上提议建立 Web Services Security (WS-Security)规范。此规范包括安全凭证、XML签名和XML加密的安全性问题。此规范还

定义了用户名凭证和已编码的二进制安全性凭证的格式。

2002 年 6 月，OASIS 从 IBM、Microsoft 和 Verisign 接收到了提议的WS-Security安全性规范。不久之后就在 OASIS 成立了“Web Service 安全性技术委员会”（WSS TC）。

2006年2月15日，OASIS通过了WS-Security 1.1安全规范，1.1规范突出了对安全权标支持、消息附件和权限管理的增强。1.1规范包括WS-Security核心规范及用户名权标规范1.1、 X.509权标

规范1.1、Kerberos权标规范1.1、SAML权标规范1.1、权限表达（REL）权标规范1.1、带附件的SOAP（SWA）规范1.1和模式1.1。

也许读者会提出这样的问题：SSL也具有完整性和机密性，为什么还需要另外一个WS-Security规范呢？之所以要制定WS-Security规范，是SSL存在以下的问题：

端对端的通信，脱离传输层就无法保证安全性；
消息必须全部加密/或者全部签名，而不能针对消息的某部分，没有考虑XML处理。
SSL对应OSI的传输层，前面我们提到过Web Service是和传输层无关的，将安全问题依附在SSL上就违反了Web Serivce与传输层无关的原则。而WS-Security对应于OSI的应用层，建立消息层

SOAP之上。

针对不同领域的细分问题，OASIS 在WS-Security的基础上又制定了几十个规范，其中包括WS-SecureConversation、WS-Federation、 WS-Authorisation、WS-Policy、WS-Trust、WS-Privacy

等，形成了一个庞大Web Service安全性协议家族。



图1 WS-Security所在位置

有了WS-Security规范，用户就拥有在Web Service应用中实施完整性、机密性和身份验证等安全需求的规范方法。

XFire应用WS-Security的总体方案

XFire通过Apache的WSS4J对WS-Security提供支持，XFire完整发布包中包含了WSS4J的类包。我们知道XFire在发送和接收SOAP报文前拥有多个阶段，每个阶段都可以注册Handler，对SOAP报文

进行前置和后置处理的加工操作。XFire即通过 Handler实施WSS4J，当发送SOAP报文时，通过注册一系列OutHandler，对SOAP报文进行加密、签名、添加用户身份信息等后置处理操作。而在接

收SOAP报文时，则通过注册一系列的InHandler对SOAP进行解密、验证签名，用户身份认证等前置操作。



图2 XFire应用WS-Security的方案

请求和响应的SOAP在发送之前可以通过注册的OutHanlder进行加工处理，让SOAP转换为WS-Security的保护格式。而服务端和客户端的接收SOAP 报文之前，可以通过注册的InHandler，将WS-

Security格式的SOAP转换正常的SOAP进行处理。

由于XFire在SOAP收发过程中定义了多个不同的生命阶段，所以可以在发送前和接收前完成SOAP报文安全处理的工作，这些操作完全独立于业务处理逻辑，实施WS-Security对于Web Service的

业务操作是透明的。

使用WS-Security

在前面内容中，我们通过各种方式将BbtForum中的方法以BbtForumSerivice窄接口开放为Web Service服务，但个Web Service是没有任何安全性可言的，任何拿到WSDL的人都可以轻松地构造客

户端程序访问我们的Web Service服务。在这节里，我们将解决这个问题，对BbtForumSerivice添加不同的安全功能。

准备工作

在使用XFire的WS-Security之前，必须做一些准备性的工作：包括搭建安全环境，创建密钥对和证书等内容。

使用用户名/密码进行身份认证

对SOAP报文进行身份认证的方式很多，不过都是通过在SOAP报文头中添加一些安全凭证(Security Token)信息来完成的，主要包括以下一些身份凭证：

用户名/密码；
X.509 证书；
Kerberos 票据和认证者；
SIM 卡的移动设备安全性凭证。
其中用户名/密码是最简单的身份认证方式，它不需要密钥、数字证书，所以也就不需要CA，部署实施简单易行。下面我们就通过例子讲解如何进行基于用户名/密码的SOAP认证。这个实例让客

户端提供用户名/密码，服务端验证客户端的身份，而客户端按正常方式接收SOAP响应报文。

服务端
服务端创建一个applicationContext-ws-security.xml，让BbtForumService拥有用户名/密码的认证功能。

代码清单1 applicationContext-ws-security.xml：身份认证



Java代码
<beans>  
    <import resource="classpath:org/codehaus/xfire/spring/xfire.xml" />  
    <bean id="baseWebService" class="org.codehaus.xfire.spring.remoting.XFireExporter" 
        lazy-init="false" abstract="true">  
        <property name="serviceFactory" ref="xfire.serviceFactory" />  
        <property name="xfire" ref="xfire" />  
    </bean>  
    <bean parent="baseWebService">  
        <property name="serviceBean" ref="bbtForum" />  
        <property name="serviceClass" value="com.baobaotao.xfire.server.BbtForumService" />  
        <property name="name" value="BbtForumServiceUT" />①Web Service名称  
        <property name="inHandlers">  
            <list>  
                <ref bean="domInHandler" />②负责将STAX流模型的SOAP转换为DOM模型  
                <ref bean="wss4jInHandler" />③对用户名/密码进行检查  
            </list>  
        </property>  
    </bean>  
    <bean id="domInHandler" class="org.codehaus.xfire.util.dom.DOMInHandler" />  
    <bean id="wss4jInHandler" class="org.codehaus.xfire.security.wss4j.WSS4JInHandler">  
        <property name="properties">  
            <props>  
                <prop key="action">UsernameToken</prop>④指定认证类型  
                <prop key="passwordCallbackClass">com.baobaotao.xfire.wss4j.server.UtPasswordHandler</prop>⑤指定一个密码回调实现类  
            </props>  
        </property>  
    </bean>  
    <bean id="bbtForum" class="com.baobaotao.service.BbtForum" />  
</beans> 

<beans>
<import resource="classpath:org/codehaus/xfire/spring/xfire.xml" />
<bean id="baseWebService" class="org.codehaus.xfire.spring.remoting.XFireExporter"
lazy-init="false" abstract="true">
<property name="serviceFactory" ref="xfire.serviceFactory" />
<property name="xfire" ref="xfire" />
</bean>
<bean parent="baseWebService">
<property name="serviceBean" ref="bbtForum" />
<property name="serviceClass" value="com.baobaotao.xfire.server.BbtForumService" />
<property name="name" value="BbtForumServiceUT" />①Web Service名称
<property name="inHandlers">
<list>
<ref bean="domInHandler" />②负责将STAX流模型的SOAP转换为DOM模型
<ref bean="wss4jInHandler" />③对用户名/密码进行检查
</list>
</property>
</bean>
<bean id="domInHandler" class="org.codehaus.xfire.util.dom.DOMInHandler" />
<bean id="wss4jInHandler" class="org.codehaus.xfire.security.wss4j.WSS4JInHandler">
<property name="properties">
<props>
<prop key="action">UsernameToken</prop>④指定认证类型
<prop key="passwordCallbackClass">com.baobaotao.xfire.wss4j.server.UtPasswordHandler</prop>⑤指定一个密码回调实现类
</props>
</property>
</bean>
<bean id="bbtForum" class="com.baobaotao.service.BbtForum" />
</beans>

 
对SOAP报文体进行加密

虽然通过数字签名解决了完整性和不可抵赖性的安全问题，但报文体还是以明文的方式进行发送，在传输过程中，报文的内容有可能被监视，保密性得不到保证。

如果报文体中包含了一些敏感的内容，则发送者希望报文的内容能以加密的方式进行传输，防止窥视。通过对SOAP报文体进行加密，即可解决保密性的问题。

客户端使用服务端的公钥对请求SOAP报文进行加密，服务端公钥包含在服务端的数字证书中。clientStore.jks中服务端数字证书的别名为server，访问服务端数字证书无须密码。服务端需要

使用私钥进行解密，服务端私钥包含在服务端的密钥对中，在serverStore.jks中服务端密钥对的别名为server，访问私钥的密码为serverpass。

在XFire中对SOAP报文体进行加密解密需要解决的主要就是注册相应的Handler，并为其提供相应的访问密钥的信息。

服务端
服务端处理加密的SOAP请求报文前，需要通过Handler将其解密。解密的操作需要访问serverStore.jks的server私钥，所以要进行相应的配置：

代码清单 17 applicationContext-ws-security.xml：报文加密



Java代码
<bean id="wss4jInHandlerEnc" class="org.codehaus.xfire.security.wss4j.WSS4JInHandler">  
    <property name="properties">  
        <props>  
            <prop key="action">Encrypt</prop>①加密动作（因为是InHandler所以是解密）②解密操作需要访问保存着server私钥的密钥库，通过属性文件提供相应的配置信息  
            <prop key="decryptionPropFile">com/baobaotao/xfire/wss4j/server/insecurity_enc.properties</prop>③ 通过密码回调类获得密钥对中私密的访问密码  
            <prop key="passwordCallbackClass">com.baobaotao.xfire.wss4j.server.PasswordHandler</prop>  
        </props>  
    </property>  
</bean> 

<bean id="wss4jInHandlerEnc" class="org.codehaus.xfire.security.wss4j.WSS4JInHandler">
<property name="properties">
<props>
<prop key="action">Encrypt</prop>①加密动作（因为是InHandler所以是解密）②解密操作需要访问保存着server私钥的密钥库，通过属性文件提供相应的配置信

息
<prop key="decryptionPropFile">com/baobaotao/xfire/wss4j/server/insecurity_enc.properties</prop>③ 通过密码回调类获得密钥对中私密的访问密码
<prop key="passwordCallbackClass">com.baobaotao.xfire.wss4j.server.PasswordHandler</prop>
</props>
</property>
</bean> 
通过insecurity_enc.properties属性文件指定访问serverStore.jks的信息，包括访问密码和密钥库文件的位置，如下所示：



Java代码
org.apache.ws.security.crypto.provider=org.apache.ws.security.components.crypto.Merlin  
org.apache.ws.security.crypto.merlin.keystore.type=jks  
org.apache.ws.security.crypto.merlin.keystore.password=storepass①密钥库访问密码  
org.apache.ws.security.crypto.merlin.file=META-INF/xfire/serverStore.jks②密钥库文件位置 

org.apache.ws.security.crypto.provider=org.apache.ws.security.components.crypto.Merlin
org.apache.ws.security.crypto.merlin.keystore.type=jks
org.apache.ws.security.crypto.merlin.keystore.password=storepass①密钥库访问密码
org.apache.ws.security.crypto.merlin.file=META-INF/xfire/serverStore.jks②密钥库文件位置 


由于加密的SOAP请求报文本身包含了加密时所使用的server数字证书的信息，因此WSS4JInHandler可以获取数字证书对应的用户（即server密钥对的别名）。但访问私钥需要密码，所以还是必

须提供一个密码回调类，以获取server私钥的访问密码，如代码清单17中③所示。 PasswordHandler密码回调类如下所示：

代码清单18 PasswordHandler



Java代码
package com.baobaotao.xfire.wss4j.server;  
…  
public class PasswordHandler implements CallbackHandler {  
    private static final Map<String,String> pwMockDB = new HashMap<String,String>();  
    static{  
        pwMockDB.put("server", "serverpass");  
    }  
    public void handle(Callback[] callbacks) throws WSSecurityException{  
        WSPasswordCallback callback = (WSPasswordCallback) callbacks[0];  
        String id = callback.getIdentifer();  
        callback.setPassword(pwMockDB.get(id));  
    }  
} 

package com.baobaotao.xfire.wss4j.server;
…
public class PasswordHandler implements CallbackHandler {
private static final Map<String,String> pwMockDB = new HashMap<String,String>();
static{
pwMockDB.put("server", "serverpass");
}
public void handle(Callback[] callbacks) throws WSSecurityException{
WSPasswordCallback callback = (WSPasswordCallback) callbacks[0];
String id = callback.getIdentifer();
callback.setPassword(pwMockDB.get(id));
}
}
大小: 15.3 KB

大小: 16.7 KB