java 安全认证和授权,Java安全之认证与授权

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";

};

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：

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

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

CallbackHandler：回调处理器，用于搜集认证信息

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 sharedState, Map 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 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：

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";