Авторизация с помощью сертификата ssl на nginx Let’s Encrypt

Введение

Как отличить специалиста по безопасности от обычного человека? Специалист по безопасности знает разницу между идентификацией, аутентификацией и авторизацией. Неудивительно, впрочем, что эти слова пытаются использовать как синонимы, поскольку все три понятия являются частями одного общего процесса.

Аутентификация заслуживает особого внимания, когда речь идет о защите, поскольку ее задача – удостовериться, что пользователь действительно является тем, за кого себя выдает. На третьем шаге процесса авторизация выдаст ему полномочия для действий в информационной системе, и если эти права достанутся постороннему человеку, то последствия могут быть весьма печальны.

Российское общество и государство довольно давно информатизируются, догоняя восточные страны и оставляя позади западные. Чем больше сторон жизни людей уходит в информационные системы, тем больше становится нагрузка на средства аутентификации. Важные данные граждан, взаимодействующих с «электронным правительством» или с банками, естественным образом становятся интересны злоумышленникам; органы власти, в свою очередь, закономерно реагируют и выдвигают строгие требования к безопасности таких систем, чтобы не терять контроль над ситуацией и гарантировать людям защищенность их сведений.

Именно поэтому выбор и методов аутентификации в целом, и конкретных решений для их реализации уже не ограничивается только эргономикой и расчетом рисков: влиятельным фактором становится законодательная регуляция, причем со стороны не только государственных нормативных актов, но и отраслевых стандартов.

Обратимся к существующим методам аутентификации и освежим в памяти то, насколько они соответствуют требованиям времени – в том числе применительно к отечественной специфике.

Что такое аутентификация?

На процессах аутентификации и авторизации основано разделения прав доступа, без которого не обходится ни одно более или менее серьезное приложение. Поэтому понимать, как они происходили раньше и происходят теперь, очень важно, но, прежде чем углубиться в описание технологии, давайте разберемся с ключевыми терминами.

Идентификация — процесс определения, что за человек перед нами. Аутентификация — процесс подтверждения, что этот человек именно тот, за кого себя выдает. Авторизация — процесс принятия решения о том, что именно этой аутентифицированной персоне разрешается делать.

В ходе аутентификации мы удостоверяемся, что человек, который к нам пришел, обладает доказательствами, подтверждающими личность. В этой статье речь в основном пойдет как раз об аутентификации.

Основные поля

Кратко остановимся на том, какие есть стандартные полях в токене и зачем они нужны:

Forms authentication

Token authentication

Следующее поколение способов аутентификации представляет Token Based Authentication, который обычно применяется при построении систем Single sign-on (SSO). При его использовании запрашиваемый сервис делегирует функцию проверки достоверности сведений о пользователе другому сервису. Т. е. провайдер услуг доверяет выдачу необходимых для доступа токенов собственно токен-провайдеру (Identity provider).

Это то, что мы видим, например, входя в приложения через аккаунты в социальных сетях. Вне IT самой простой аналогией этого процесса можно назвать использование общегражданского паспорта. Официальный документ как раз является выданным вам токеном — все государственные службы по умолчанию доверяет отделу полиции, который его вручил, и считает паспорт достаточным для вашей аутентификации на протяжении всего срока действии при сохранении его целостности.

На схеме хорошо видно, как и в какой последовательности приложения обмениваются информацией при использовании аутентификацией по токенам.

На следующей схеме дополнительно отражены те этапы взаимодействия, в которых пользователь принимает непосредственное участие. Этот момент и является недостатком подобной схемы — нам всегда нужен пользователь, чтобы получить доступ к ресурсу.

Авторизация в веб: какой она может быть?

Авторизация с помощью сертификата ssl на nginx let’s encrypt

Аппаратные токены

Аппаратный токен – это устройство, предназначенное специально для аутентификации.

В простейшем случае токен сам по себе является удостоверением, т.е. пользователь должен иметь его при себе и тем или иным образом предъявить системе – например, подключить к компьютеру или поднести к считывателю. В этих же целях используются пластиковые карты с микросхемами, они же смарт-карты, которые при желании можно реализовать программно – создавая тем самым более удобную и практичную виртуальную карту.

В то же время токены или смарт-карты могут служить средством реализации двух предыдущих факторов аутентификации. Так, например, известны токены, которые генерируют одноразовые пароли для ввода вручную. В этом случае сам токен не является удостоверением, поскольку подлинность пользователя определяется не по нему, а по паролю.

Также токены и смарт-карты используются для хранения данных электронной цифровой подписи и для ее создания. Тогда устройство будет содержать на себе криптопровайдер – программное обеспечение, выполняющее криптографические преобразования. Там же часто хранится и закрытый ключ шифрования.

Рисунок 2. Аппаратный токен с генерацией одноразовых ключей RSA SecurID

Однако даже в тех случаях, когда токен или смарт-карта играют роль обычного удостоверения, «изнутри» процедура аутентификации тоже может быть построена на сопоставлении временных паролей или на криптографических операциях. Например, устройство пользователя может получать от сервера случайную последовательность данных, шифровать ее и отправлять обратно, позволяя системе определить, чьим именно ключом было проведено преобразование.

Каким бы именно образом ни работал аппаратный токен, для системы будет подлинным тот пользователь, который держит устройство в руках. Так же, как и в двух предыдущих случаях, наличие токена никоим образом не связано с конкретным человеком: устройство можно украсть и использовать злонамеренно.

Пусть физическая кража может быть сложнее в исполнении, чем виртуальная, но, как обычно, в конечном счете все упирается в мотивацию и усилия: если нападающий действительно желает добыть токен, то тем или иным образом у него это получится. Так, вневедомственная охрана предпочитает не ставить приборы сигнализации с аппаратными ключами, поскольку в этом случае злоумышленники решают проблему доступа в помещение путем нападения на владельца ключа.

Биометрия

Средства аутентификации, использующие биометрию, полагаются на параметры тела человека или на особенности его поведения. Уникальных параметров относительно много: можно сканировать отпечатки пальцев, как это делают популярные модели смартфонов, можно распознавать лицо или голос, анализировать походку или характерные особенности набора текста на клавиатуре.

Все это обещает избавление от традиционных недочетов перечисленных выше методов: биометрические параметры не только уникальны, но и неотделимы от человека, что позволяет с гораздо большей уверенностью говорить о подлинности пользователя. Кроме того, для прохождения такой проверки не нужно никаких дополнительных предметов или устройств, которые можно потерять или забыть дома.

Тем не менее, пока что технологии считывания этих показателей не вполне совершенны, и специалисты еще не могут рекомендовать полагаться всецело на биометрию. Известны случаи, когда исследователям удавалось обмануть считыватели с помощью распечаток на 3D-принтерах или даже просто фотографий в высоком разрешении.

Однако это – проблема не самого метода аутентификации как такового, а технических средств его реализации, которые имеют свойство совершенствоваться. Кажется вполне вероятным, что рано или поздно биометрия начнет доминировать над остальными вариантами удостоверения личности. В отечественной практике уже есть проект создания Единой биометрической системы федерального масштаба.

Помимо считывателей, есть еще две проблемы, которые могут возникнуть при биометрической аутентификации. С одной стороны, есть теоретическая вероятность появления «двойников», т.е. людей с параметрами, похожими до степени смешения – в особенности это касается распознавания лиц.

С другой стороны, характеристика человека может внезапно измениться (например, в результате травмы), и тогда пользователь утратит доступ к системе. Впрочем, те или иные риски характерны для любого механизма, и присутствие этих проблем кажется скорее естественным побочным эффектом, чем опасным изъяном метода в целом.

В частности, одним из признаков растущего доверия к биометрии можно назвать тот факт, что российские банки уже готовы использовать ее для удостоверения личности не сотрудников даже, а клиентов. Как правило, если на какой-либо способ защиты можно положиться в финансовых вопросах, то степень его надежности вполне достаточна, а проблемы – решаемы. Последние новости на эту тему поступают буквально только что.

Взгляд сверху

Обычно в системах встречаются разные компоненты: пользователи, работающие через браузер, пользователи, взаимодействующие с сервером через мобильные приложения, и просто серверные приложения, нуждающиеся в принадлежащих вам данных, хранящихся на других серверах, доступ к которым осуществляется через Web API.

Запрос на аутентификацию

Authentication/Token Request — процесс запроса аутентификации.

В зависимости от того какие области (scopes) запрошены, сервис выдачи токенов вернет:

1. Только Identity Token, если запрошены только Identity scopes.
2. Identity Token и Access Token, если запрошены также и Resources scopes.
3. Access Token и Refresh Token, если запрошeн Offline Access.

Более подробно про процесс аутентификации можно прочесть в разделе «

Клиент

Client — устройство или программа (браузер, приложение), которым требуется либо токен для аутентификации пользователя, либо токен для доступа к какому-то ресурсу (подразумевается, что данный ресурс «знаком» с тем конкретным «

» у которого клиент запрашивает токен для доступа).

Область (scope)

Scope — идентификатор ресурса, к которому клиент хочет получить доступ. Список scope посылается в адрес

в составе

По умолчанию все клиенты имеют возможность запрашивать любые области, но это можно (и нужно) ограничивать в конфигурации сервиса выдачи токенов.

Scopes бывают двух видов:

1. Identity scopes — это запрос информации о пользователе. Его имя, профиль, пол, фотография, адрес электронной почты и т. д.
2. Resource scopes — имена внешних ресурсо (Web APIs), к которым клиент хочет получить доступ.

Однофакторная аутентификация

Фактор аутентификации – это, обобщенно говоря, атрибут, по которому удостоверяется подлинность пользователя. В роли фактора могут выступать материальные объекты (аппаратные устройства, части тела) или нематериальные сущности (кодовые слова, файлы). Простейший случай аутентификации – использование одного фактора.

Процесс аутентификации

Разбираемся детально ху из ху

В данный момент на слуху следующие протоколы:

1. OpenID — для проверки учетных данных пользователя (identification & authentication).
2. OAuth — про то, чтобы получать доступ к чему-то.
3. OpenID Connect — и про и то, и про другое одновременно.

Сервис выдачи токенов

Open ID Connect Provider — важнейший объект всей конструкции централизованного сервиса аутентификации, он также может называться Security Token Service, Identity Provider authorization server и т. д. Различные источники называют его по-разному, но по смыслу это сервис, который выдает токены клиентам.

Основные функции:

Скрипт для создания клиентских сертификатов

Если сертификаты нужно создавать на регулярной основе — можно воспользоваться скриптом

Для корректной работы скрипта требуется наличие установленных программ: mail-client/mailx (mail — консольный клиент для отправки почтовых сообщений, app-arch/rar (архиватор), app-arch/sharutils (перекодировщик двоичных файлов в текстовый вид для почтовых вложений).

Токен доступа

Access Token — информация, что конкретному пользователю разрешается делать. Клиент запрашивает Access Token и затем использует его для доступа к ресурсам (Web APIs). Access Token содержит информацию о клиенте и пользователе, если она присутствует. Важно понимать, что есть такие типы авторизации, при которых пользователь в процессе непосредственно не участвует (подробнее об этом в следующей части)

Токен личности

Identity Token — подтверждение аутентификации. Этот токен содержит минимальный набор информации о пользователе.

Токен обновления

Refresh Token — токен, по которому STS вернет новый Access Token. В зависимости от режима работы, Refresh Token может быть многоразовым и одноразовым. В случае с одноразовым токеном, при запросе нового Access Token будет также сформирован готовый Refresh Token, который следует использовать при повторном обновлении. Очевидно, что одноразовые токены более безопасны.

Более подробно о составе токенов в разделе «структура токена».

Формат

Цифровые сертификаты и эцп

Цифровой сертификат – элемент криптографической защиты информации, электронное удостоверение, которое подтверждает, что открытый ключ шифрования принадлежит определенному пользователю. Он является обязательной частью инфраструктуры открытых ключей (public key infrastructure, PKI), поскольку без подобной верификации открытый ключ уязвим для злонамеренных манипуляций.

Выводы

Как обычно, при выборе элементов системы безопасности необходимо подчиняться требованиям законов и стандартов, а также соизмерять риски с затратами.

Большинство методов удостоверения личности в информационных системах основано на произвольных атрибутах, т. е. таких, которые не имеют прямой связи с личностью человека и могут переходить от одного пользователя к другому. Это создает очевидные риски, однако постольку, поскольку этих мер оказывается достаточно и для них нет более выгодных альтернатив, эксплуатанты готовы мириться с их недостатками.

Безусловную гарантию того, что пользователь действительно является тем, за кого себя выдает, обеспечивает только биометрия, поскольку она использует неотъемлемые атрибуты вроде частей тела человека, которые невозможно передать другому. При условии, что считыватели будут технически совершенны, просты в производстве и экономичны, можно ожидать, что информационные системы с важными данными будут полагаться исключительно на этот метод аутентификации в качестве основного.

Заключение первой части

В этой статье мы постарались дать теоретический и терминологический фундамент, который понадобится нам создании работающего решения в следующих статьях.

Stay tuned.

public void Configuration(IAppBuilder app)
{
    var factory = new IdentityServerServiceFactory();
    factory.UseInMemoryClients(Clients.Get())
           .UseInMemoryScopes(Scopes.Get())
           .UseInMemoryUsers(Users.Get());

    var options = new IdentityServerOptions
    {
        SiteName = Constants.IdentityServerName,
        SigningCertificate = Certificate.Get(),
        Factory = factory,
    };

    app.UseIdentityServer(options);
}

public void Configuration(IAppBuilder app)
{
    app.UseCookieAuthentication(new CookieAuthenticationOptions
    {
        AuthenticationType = "Cookies"
    });

    app.UseOpenIdConnectAuthentication(new OpenIdConnectAuthenticationOptions
    {
        ClientId = Constants.ClientName,
        Authority = Constants.IdentityServerAddress,
        RedirectUri = Constants.ClientReturnUrl,
        ResponseType = "id_token",
        Scope = "openid email",
        SignInAsAuthenticationType = "Cookies",
    });
}

public void Configuration(IAppBuilder app)
{
    app.UseIdentityServerBearerTokenAuthentication(
        new IdentityServerBearerTokenAuthenticationOptions
        {
            Authority = Constants.IdentityServerAddress,
            RequiredScopes = new[] { "write" },
            ValidationMode = ValidationMode.Local,

            // credentials for the introspection endpoint
            ClientId = "write",
            ClientSecret = "secret"
        });

    app.UseWebApi(WebApiConfig.Register());
}