State of the art authentication mit Java EE 8

1. @_openknowledge #WISSENTEILEN SState of the Art Authentication mit Java EE 8

2. Ausführliches Beispiel mit Code Beispiel auf unserem Blog verfügbar. www.openknowledge.de/blog www.github.com/openknowledge @_openknowledge

3. ÜBER MICH • Software-Entwickler • Speaker • CI / CD Flüsterer • Angular(-ität) • Java EE Christian Schulz #WISSENTEILEN

4. ÜBER OPEN KNOWLEDGE Branchenneutrale Softwareentwicklung und IT-Beratung #WISSENTEILEN

5. Authentication JSON Web Token OpenID Connect Single-Sign On SAML

6. Am Anfang war …

7. … die web.xml <login-config> <auth-method> </auth-method> <realm-name>MyCustomRealm</realm-name> <form-login-config> <form-login-page>/login.xhtml</form-login-page> <form-error-page>/error.xhtml</form-error-page> </form-login-config> </login-config> FORM #WISSENTEILEN

8. Woher kommen die Login- Informationen?

9. JAAS LoginModule #WISSENTEILEN

10. JAAS LoginModule • Implementierung des Interfaces javax.security.auth.spi.LoginModule #WISSENTEILEN

11. JAAS LoginModule • Implementierung des Interfaces javax.security.auth.spi.LoginModule • Befüllen eines javax.security.auth.Subjects mit java.security.Principals #WISSENTEILEN

12. JAAS LoginModule • Implementierung des Interfaces javax.security.auth.spi.LoginModule • Befüllen eines javax.security.auth.Subjects mit java.security.Principals • Two-Phase-Authentication #WISSENTEILEN

13. JAAS LoginModule • Implementierung des Interfaces javax.security.auth.spi.LoginModule • Befüllen eines javax.security.auth.Subjects mit java.security.Principals • Two-Phase-Authentication • 1. Phase: Kann das Modul authentifizieren? #WISSENTEILEN

14. JAAS LoginModule • Implementierung des Interfaces javax.security.auth.spi.LoginModule • Befüllen eines javax.security.auth.Subjects mit java.security.Principals • Two-Phase-Authentication • 1. Phase: Kann das Modul authentifizieren? • 2. Phase: Login erfolgreich → Befüllen des Subjects #WISSENTEILEN

15. LoginModule in Tomcat META-INF/context.xml <Context> <Realm className="org.apache.catalina.realm.JAASRealm" appName="MyCustomLogin" ... /> </Context> jaas.config (Starten mit -Djava.security.auth.login.config=jaas.config) MyCustomLogin { de.openknowledge...CustomLoginModule required; }; #WISSENTEILEN

16. LoginModule in Tomcat META-INF/context.xml <Context> <Realm className="org.apache.catalina.realm.JAASRealm" appName="MyCustomLogin" ... /> </Context> jaas.config (Starten mit -Djava.security.auth.login.config=jaas.config) MyCustomLogin { de.openknowledge...CustomLoginModule required; }; #WISSENTEILEN

17. JAAS LoginModule – Nachteile #WISSENTEILEN

18. JAAS LoginModule – Nachteile • Umständliche API #WISSENTEILEN

19. JAAS LoginModule – Nachteile • Umständliche API Callback[] callbacks = new Callback [] { new NameCallback("Username"), new PasswordCallback("Password", false) }; callbackHandler.handle(callbacks); String username = ((NameCallback)callbacks[0]).getName(); String password = new String(((PasswordCallback)callbacks[1]).getPassword()); #WISSENTEILEN

20. JAAS LoginModule – Nachteile • Umständliche API • Container spezifische Konfiguration Callback[] callbacks = new Callback [] { new NameCallback("Username"), new PasswordCallback("Password", false) }; callbackHandler.handle(callbacks); String username = ((NameCallback)callbacks[0]).getName(); String password = new String(((PasswordCallback)callbacks[1]).getPassword()); #WISSENTEILEN

21. Und in der Cloud?

22. Java EE 8 – Security API 1.0

23. Java EE 8 – IdentityStore public interface IdentityStore { CredentialValidationResult validate(Credential credential); Set<String> getCallerGroups(CredentialValidationResult result); int priority(); Set<ValidationType> validationTypes(); enum ValidationType { VALIDATE, PROVIDE_GROUPS } } #WISSENTEILEN

24. Java EE 8 – IdentityStore @LdapIdentityStoreDefinition( url = "ldap://localhost:3268", bindDn = "readonly@openknownledge", bindDnPassword = "password" ) @DatabaseIdentityStoreDefinition( dataSourceLookup = "java:jboss/datasources/ExampleDS", callerQuery = "SELECT password from USERS where name = ?" ) #WISSENTEILEN

25. Java EE 8 – CredentialValidationResult public class CredentialValidationResult { public Status getStatus() {...} public CallerPrincipal getCallerPrincipal() {...} public Set<String> getCallerGroups() {...} public enum Status { NOT_VALIDATED, INVALID, VALID } } #WISSENTEILEN

26. Java EE 8 – HttpAuthenticationMechanism public interface HttpAuthenticationMechanism { AuthenticationStatus validateRequest( HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, HttpMessageContext httpMessageContext) throws Auth...Exception; AuthenticationStatus secureResponse(...) ... void cleanSubject(...); } #WISSENTEILEN

27. Java EE 8 – HttpAuthenticationMechanism #WISSENTEILEN

28. Java EE 8 – HttpAuthenticationMechanism • Ersetzt Eintrag in web.xml #WISSENTEILEN

29. Java EE 8 – HttpAuthenticationMechanism • Ersetzt Eintrag in web.xml • Standardimplementierungen via Annotation #WISSENTEILEN

30. Java EE 8 – HttpAuthenticationMechanism • Ersetzt Eintrag in web.xml • Standardimplementierungen via Annotation • BasicAuthenticationMechanism • FormAuthenticationMechanism • CustomFormAuthenticationMechanism #WISSENTEILEN

31. JASPIC #WISSENTEILEN

32. JASPIC • Java Authentication Service Provider Interface for Containers #WISSENTEILEN

33. JASPIC • Java Authentication Service Provider Interface for Containers • Container-unabhängiges Login möglich #WISSENTEILEN

34. JASPIC • Java Authentication Service Provider Interface for Containers • Container-unabhängiges Login möglich →Implementierung des Interfaces ServerAuthModule #WISSENTEILEN

35. JASPIC • Java Authentication Service Provider Interface for Containers • Container-unabhängiges Login möglich →Implementierung des Interfaces ServerAuthModule • Unterstützung verschiedener Kommunikations-Szenarien (neben HTTP noch RMI/Remote-EJB, JMS, ...) • Implementierung umständlich und aufwändig • In der Praxis selten genutzt #WISSENTEILEN

36. Java EE 8 – Security 1.0 #WISSENTEILEN

37. Java EE 8 – Security 1.0 • JSR 375 #WISSENTEILEN

38. Java EE 8 – Security 1.0 • JSR 375 • Aufsatz auf das JASPIC ServerAuthModule #WISSENTEILEN

39. Java EE 8 – Security 1.0 • JSR 375 • Aufsatz auf das JASPIC ServerAuthModule • dadurch Java EE 7 kompatibel #WISSENTEILEN

40. Java EE 8 – Security 1.0 • JSR 375 • Aufsatz auf das JASPIC ServerAuthModule • dadurch Java EE 7 kompatibel • Nutzt IdentityStore(Handler) #WISSENTEILEN

41. Java EE 8 – Security 1.0 • JSR 375 • Aufsatz auf das JASPIC ServerAuthModule • dadurch Java EE 7 kompatibel • Nutzt IdentityStore(Handler) • Nur für HTTP-Authentication #WISSENTEILEN

42. Java EE 8 – Security 1.0 • JSR 375 • Aufsatz auf das JASPIC ServerAuthModule • dadurch Java EE 7 kompatibel • Nutzt IdentityStore(Handler) • Nur für HTTP-Authentication • Referenzimplementierung Soteria von GlassFish #WISSENTEILEN

43. Was ist mit Token-basierten Authentifizierungsmethoden wie z.B. JSON Web Token?

44. Token-basierte Authentication #WISSENTEILEN

45. Warum JWT? • … vs. SWT • … vs. SAML • public / private Key-Pair • extrem kompakt • JSON #WISSENTEILEN

46. JSON Web Token #WISSENTEILEN

51. UND WIE JETZT IN JAVA EE?

52. Authentication Ablauf #WISSENTEILEN

53. Authentication Ablauf #WISSENTEILEN

54. Authentication AblaufHttpAuthenticationMechanism #WISSENTEILEN

69. JwtAuthenticationMechanism public AuthenticationStatus validateRequest( HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, HttpMessageContext context) { if (!context.isProtected()) { // unprotected api call return context.doNothing(); } … #WISSENTEILEN

72. JwtAuthenticationMechanism public AuthenticationStatus validateRequest(…) { … String header = request.getHeader(HttpHeaders.AUTHORIZATION); if (header == null) { LOGGER.log(Level.WARNING, "Authorization header is missing"); return context.responseUnauthorized(); } … #WISSENTEILEN

73. JwtAuthenticationMechanism public AuthenticationStatus validateRequest(…) { … String header = request.getHeader(HttpHeaders.AUTHORIZATION); if (header == null) { LOGGER.log(Level.WARNING, "Authorization header is missing"); return context.responseUnauthorized(); } … #WISSENTEILEN

74. JwtAuthenticationMechanism public AuthenticationStatus validateRequest(…) { … if (!isValidAuthorizationHeader(header)) { LOGGER.log(Level.WARNING, "Authorization header is invalid"); return context.responseUnauthorized(); } … #WISSENTEILEN

75. JwtAuthenticationMechanism public AuthenticationStatus validateRequest(…) { … try { String[] headerComponents = header.split(" "); String token = headerComponents[1]; DecodedJWT jwt = tokenProvider.verifyAndDecodeJwt(token); return context.notifyContainerAboutLogin( jwt.getSubject(), new HashSet<>()); } catch (JWTVerificationException e) {…} return context.responseUnauthorized(); } #WISSENTEILEN

80. FAZIT AUTHENTICATION IN JAVA EE 8

81. FAZIT AUTHENTICATION IN JAVA EE 8 Eigene Nutzerquelle ohne Container-Config

82. FAZIT AUTHENTICATION IN JAVA EE 8 Eigene Nutzerquelle ohne Container-Config Standard-Mechanismen weiterhin möglich

83. FAZIT AUTHENTICATION IN JAVA EE 8 Eigene Nutzerquelle ohne Container-Config Standard-Mechanismen weiterhin möglich Support für RememberMe

84. FAZIT AUTHENTICATION IN JAVA EE 8 Eigene Nutzerquelle ohne Container-Config Standard-Mechanismen weiterhin möglich Support für RememberMe Leichte Erweiterbarkeit für HTTP-basierte Mechanismen

85. Authorization Domain-Object-Security Access-Control Lists

86. Beispielanwendung E-Learning Plattform

87. #WISSENTEILEN

88. Teacher 1 Users Student 1 ... #WISSENTEILEN

89. Teacher 1 Users Permissions Student 1 Read Course ... ... #WISSENTEILEN

90. Roles Teacher 1 Users Permissions Student 1 Read Course Teacher Student ... ... #WISSENTEILEN

95. Role based Access Control Roles Teacher 1 Users Permissions Student 1 Read Course Teacher Student ... ... #WISSENTEILEN

96. Role based Access Control Servlet Spec →Permissions für Web-Resources #WISSENTEILEN

97. Role based Access Control web.xml / Annotations <security-constraint> <web-resource-name>courses API</…> <url-pattern>/api/protected/courses</…> <auth-constraint> <role-name>TEACHER</…> </auth-constraint> </security-constraint> @ServletSecurity( @HttpConstraint(rolesAllowed = {"TEACHER"}) ) #WISSENTEILEN

98. Role based Access Control Servlet Spec →Permissions für Web-Resources #WISSENTEILEN

99. Role based Access Control Servlet Spec →Permissions für Web-Resources Java EE Security →Permissions für Klassen und Methoden via @RolesAllowed Standard unterstützt kein JAX-RS #WISSENTEILEN

100. Role based Access Control Servlet Spec →Permissions für Web-Resources Java EE Security →Permissions für Klassen und Methoden via @RolesAllowed Standard unterstützt kein JAX-RS Java EE 8 Security →Standard-Mapping für User und Rollen #WISSENTEILEN

101. JwtAuthenticationMechanism public AuthenticationStatus validateRequest(…) { … try { … DecodedJWT jwt = tokenProvider.verifyAndDecodeJwt(token); return context.notifyContainerAboutLogin( jwt.getSubject(), new HashSet<>()); } catch (JWTVerificationException e) {…} … } #WISSENTEILEN

102. JwtAuthenticationMechanism public AuthenticationStatus validateRequest(…) { … try { … DecodedJWT jwt = tokenProvider.verifyAndDecodeJwt(token); return context.notifyContainerAboutLogin( jwt.getSubject(), new HashSet<>()); } catch (JWTVerificationException e) {…} … } String username = jwt.getSubject(); List<String> roles = jwt.getClaim("roles").asList(String.class); return context.notifyContainerAboutLogin( username, new HashSet<>(roles)); } catch (JWTVerificationException e) {…} … } #WISSENTEILEN

105. StudentResource #WISSENTEILEN

106. StudentResource • createStudent POST api/protected/students #WISSENTEILEN

107. StudentResource • createStudent POST api/protected/students • getStudents GET api/protected/students #WISSENTEILEN

108. StudentResource • createStudent POST api/protected/students • getStudents GET api/protected/students • zwei Rollen pro Methode in einer web.xml? #WISSENTEILEN

109. StudentResource • createStudent POST api/protected/students • getStudents GET api/protected/students • zwei Rollen pro Methode in einer web.xml? • Es gibt doch nur Pfade?! #WISSENTEILEN

110. Role based Access Control web.xml <security-constraint> <web-resource-name>studens API</…> <url-pattern>/api/protected/students</…> <auth-constraint> <role-name>TEACHER</…> <role-name>STUDENTS</…> </auth-constraint> </security-constraint> #WISSENTEILEN

111. Role based Access Control web.xml <security-constraint> <web-resource-name>studens API</…> <url-pattern>/api/protected/students</…> <auth-constraint> <role-name>TEACHER</…> <role-name>STUDENTS</…> </auth-constraint> </security-constraint> #WISSENTEILEN

112. Role based Access Control web.xml <security-constraint> <web-resource-name>studens API</…> <url-pattern>/api/protected/students</…> <auth-constraint> <role-name>TEACHER</…> <role-name>STUDENTS</…> </auth-constraint> </security-constraint> Rechtevergabe auf Methodenebene notwendig! #WISSENTEILEN

113. RolesAllowedFilter @Provider @Priority(Priorities.AUTHENTICATION) public class RolesAllowedFilter implements ContainerRequestFilter { @Context private ResourceInfo resourceInfo; @Inject private User user; @Override public void filter(ContainerRequestContext requestContext) { #WISSENTEILEN

117. Java EE 8 Security Context • Pre Java EE 8: Jede Spec hat ihre eigene Variante • Servlet - HttpServletRequest#getUserPrincipal, HttpServletRequest#isUserInRole • EJB - EJBContext#getCallerPrincipal, EJBContext#isCallerInRole • JAX-WS - WebServiceContext#getUserPrincipal, WebServiceContext#isUserInRole • JAX-RS - SecurityContext#getUserPrincipal, SecurityContext#isUserInRole • JSF - ExternalContext#getUserPrincipal, ExternalContext#isUserInRole • CDI - @Inject Principal • WebSockets - Session#getUserPrincipal • Vereinheitlichung in Java EE 8 #WISSENTEILEN

118. Java EE 8 Security Context public interface SecurityContext { Principal getCallerPrincipal(); <T extends Principal> Set<T> getPrincipalsByType(Class<T> pType); boolean isCallerInRole(String role); boolean hasAccessToWebResource(String resource, String... methods); AuthenticationStatus authenticate(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationParameters parameters); } #WISSENTEILEN

119. RolesAllowedFilter @Provider @Priority(Priorities.AUTHENTICATION) public class RolesAllowedFilter implements ContainerRequestFilter { @Context private ResourceInfo resourceInfo; @Inject private SecurityContext securityContext; @Override public void filter(ContainerRequestContext requestContext) { #WISSENTEILEN

120. RolesAllowedFilter public void filter(ContainerRequestContext requestContext) { RolesAllowed rolesAllowed = resourceInfo.getResourceClass() .getAnnotation(RolesAllowed.class); RolesAllowed rolesAllowedMethod = resourceInfo.getResourceMethod() .getAnnotation(RolesAllowed.class); if (rolesAllowedMethod != null) { rolesAllowed = rolesAllowedMethod; } #WISSENTEILEN

124. RolesAllowedFilter public void filter(ContainerRequestContext requestContext) { … if (rolesAllowed != null && Arrays .stream(rolesAllowed.value()) .noneMatch(s -> securityContext.isCallerInRole(s)) ) { requestContext.abortWith( Response.status(Response.Status.FORBIDDEN).build() ); } #WISSENTEILEN

127. RolesAllowedFilter #WISSENTEILEN

128. RolesAllowedFilter • Kein Standard https://github.com/eclipse-ee4j/jaxrs-api/issues/563 #WISSENTEILEN

129. RolesAllowedFilter • Kein Standard https://github.com/eclipse-ee4j/jaxrs-api/issues/563 • RESTeasy bringt Filter mit #WISSENTEILEN

130. RolesAllowedFilter • Kein Standard https://github.com/eclipse-ee4j/jaxrs-api/issues/563 • RESTeasy bringt Filter mit • Eigene Implementierung für andere JAX-RS Implementierungen möglich #WISSENTEILEN

131. Kurs anlegen @RolesAllowed("TEACHER") public Course create(Teacher lecturer, …) { Course course = new Course(lecturer, …); entityManager.persist(course); return course; } #WISSENTEILEN

132. Kurs anlegen @RolesAllowed("TEACHER") public Course create(Teacher lecturer, …) { Course course = new Course(lecturer, …); entityManager.persist(course); return course; } #WISSENTEILEN

133. Kurs anlegen @RolesAllowed("TEACHER") public Course create(Teacher lecturer, …) { Course course = new Course(lecturer, …); entityManager.persist(course); return course; } Role Based Access Control reicht nicht aus! #WISSENTEILEN

134. Kurs anlegen @Inject private Principal currentPrincipal; public Course create(Teacher lecturer, …) { if (!lecturer.equals(currentPrincipal)) { throw new SecurityException(…); } … } #WISSENTEILEN

135. Kurs anlegen @Inject private Principal currentPrincipal; public Course create(Teacher lecturer, …) { if (!lecturer.equals(currentPrincipal)) { throw new SecurityException(…); } … } Sicherheitsüberprüfungen im Code verteilt!  #WISSENTEILEN

136. Gibt es Alternativen zu Role Based Access Control?

137. SAUTHORIZATION – Ausblick

138. SAUTHORIZATION – Ausblick Role-Based – Java EE Standard

139. SAUTHORIZATION – Ausblick Role-Based – Java EE Standard Access-Control-Lists – Spring Security

140. SAUTHORIZATION – Ausblick Role-Based – Java EE Standard Access-Control-Lists – Spring Security Method-Based – Spring & Deltaspike Security

141. SAUTHORIZATION – Ausblick Role-Based – Java EE Standard Access-Control-Lists – Spring Security Method-Based – Spring & Deltaspike Security Domain-Object-Based – Deltaspike & JPA Security

142. ACCESS-CONTROL LIST Object Access-Control List #WISSENTEILEN

143. ACCESS-CONTROL LIST Object Entry Access-Control List ...... User 1 User 2 User 3 #WISSENTEILEN

144. DeltaSpike Security @Create public Course create( @Owner Teacher lecturer, …) { Course course = new Course(lecturer, …); entityManager.persist(course); return course; } #WISSENTEILEN

147. Eigene Security-Annotation @SecurityBindingType @Retention(RUNTIME) public @interface Create { } @SecurityParameterBinding @Retention(RUNTIME) public @interface Owner { } #WISSENTEILEN

148. Eigene Security-Annotation @SecurityBindingType @Retention(RUNTIME) public @interface Create { } @SecurityParameterBinding @Retention(RUNTIME) public @interface Owner { } #WISSENTEILEN

149. Separate Logik-Implementierung public class SecurityRules { @Secures @Create public boolean checkOwner(@Owner User owner, Identity user) { return owner.equals(user); } } #WISSENTEILEN

153. JPA Security Security Framework für JPA https://github.com/ArneLimburg/jpasecurity • Pluggable Authentication • Authorization • Access-Check bei CRUD-Operationen • In-Database-Filtern von Queries (JPQL und Criteria) #WISSENTEILEN

154. @Permit(access = AccessType.CREATE, rule = "lecturer = CURRENT_PRINCIPAL") @Entity public Course { … } Entity-Security mit JPA Security #WISSENTEILEN

158. @Permit(access = AccessType.CREATE, rule = "lecturer = CURRENT_PRINCIPAL") @Entity public Course { … } Automatischer Check bei entityManager.persist(…) oder entityManager.merge(…) oder bei Cascading! Entity-Security mit JPA Security #WISSENTEILEN

159. Entity-Security mit JPA Security public List<Student> findAll() { TypedQuery<Student> query = entityManager.createQuery("SELECT s FROM Student s", …); return query.getResultList(); } #WISSENTEILEN

160. Entity-Security mit JPA Security public List<Student> findAll() { TypedQuery<Student> query = entityManager.createQuery("SELECT s FROM Student s", …); return query.getResultList(); } Lehrer darf nur Studenten aus seinen eigenen Kursen sehen. #WISSENTEILEN

161. Entity-Security mit JPA Security public List<Student> findAll() { TypedQuery<Student> query = entityManager.createNamedQuery(…, …); return query.getResultList(); } Automatische Filterung von JPA Queries und Criterias! #WISSENTEILEN

162. @PermitAny({ @Permit(access = AccessType.READ, rule = "this IN (SELECT p" + " FROM Course course" + " JOIN course.participants p" + " WHERE course.lecturer" + " = CURRENT_PRINCIPAL)"), @Permit(…)}) @Entity public Student { … Entity-Security mit JPA Security #WISSENTEILEN

163. Entity-Security mit JPA Security public List<Student> findAll() { TypedQuery<Student> query = entityManager.createQuery("SELECT s FROM Student s", …); return query.getResultList(); } erzeugt SELECT s FROM Student s WHERE s IN (SELECT p FROM Course course JOIN course.participants p WHERE course.lecturer = CURRENT_PRINCIPAL) … #WISSENTEILEN

164. SAUTHORIZATION – Fazit

165. SAUTHORIZATION – Fazit Role-Based – Java EE Standard

166. SAUTHORIZATION – Fazit Role-Based – Java EE Standard Access-Control-Lists – Spring Security

167. SAUTHORIZATION – Fazit Role-Based – Java EE Standard Access-Control-Lists – Spring Security Method-Based – Spring & Deltaspike Security

168. SAUTHORIZATION – Fazit Role-Based – Java EE Standard Access-Control-Lists – Spring Security Method-Based – Spring & Deltaspike Security Domain-Object-Based – Deltaspike & JPA Security

169. FRAGEN @_openknowledge#WISSENTEILEN

170. KONTAKT Christian Schulz, Enterprise Developer christian.schulz@openknowledge.de +49 (0)441 4082 – 146 Icons in this presentation designed by “Freepik”, “Nice and Serious” and “Elegant Themes” from www.flaticon.com. OFFENKUNDIGGUT #WISSENTEILEN

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