SAML该怎么理解
2019-05-08| 程成| 358| 0| 档案

原文地址:https://www.cnblogs.com/shuidao/p/3463947.html

作者:Neil


提到SAML (Security Assertion Markup Language), 很多人都会联想到单点登录SSO。那么Saml到底是什么,它跟sso到底有什么联系?这里给大家分享一下我在读完了saml差不多全部规范之后的一些心得。希望给saml入门者一些帮助。 我并不想详细介绍每个xml节点怎么写。大家可以参考标准规范。 看了这篇随笔,相信如果万一哪天你要做saml, 你也不会害怕了。 



Saml 是什么


首先,saml是一种xml格式的语言。 翻译过来大概叫 安全断言(标记)语言。  这里有两个点: 第一是“安全”, 第二是“断言(assertion)”。  用人话翻译saml就是 用安全的方式表达断言一种语言。 


先看它的核心概念“断言”。  断言是什么?  就是做出判断的语言。比如一句话: 小明是超级管理员。 这就是一个断言。再来一个例子:小红没有权限读取根目录。这也是一个断言。  这种“做出判断的语句”我们在很多场合都需要用到。  比如你在网上尝试登陆一个服务的时候, 这个服务需要知道你是不是合法的用户。 这个时候如果你能提供一个“安全,可靠,可信任”的断言:“小明有权登陆XX服务”, 那么这个服务就知道你合法了, 于是就能为你提供服务了。  这个例子比较抽象,但基本上能表达断言在实际用例中的作用了。 实际上saml的大部分用例就在于证明你是谁,你拥有什么权限等等了。 saml中大部分主要内容也都是类似于:你是谁, 你有什么。。等等这些简单的语句。 详细内容后面会介绍。


接下来第二个概念就是“安全”了。  你能提供一个断言, 别人能不能假冒你提供一个断言从而骗取服务端的信任呢? 另外服务端为什么会信任你给的断言呢? 这就涉及到安全的问题了。为了防止断言被假冒,篡改。saml中加入了安全措施。 当然现今能抵御假冒,篡改,重放攻击的利器就是公钥-私钥系统了。  通过给断言加上签名和加密,再结合数字证书系统就确保了saml不受攻击。




在很多sso的场合中, 都支持saml登陆。 这就是saml最多的一个应用场景。  作用相当于大家熟知的OpenID,和Oauth等等。

 

好了,说完了大体的概念,就来程序员最喜欢的硬菜了。  




从技术的角度看Saml


saml迄今为止有两个广泛应用的标准, Saml 1.1 和Saml 2.0


为了尝鲜,大家先看两个saml的例子, 看个样子即可,不用阅读内容,给你1分钟, 看完赶紧回来接着看这里哦:

http://en.wikipedia.org/wiki/SAML_1.1

http://en.wikipedia.org/wiki/SAML_2.0

 

恩,很好, 你已经知道saml大概长什么样了。   saml1.1和saml2.0 是同一个标准的两个版本, 他们在逻辑概念或者对象结构上大致相当, 只是在一些细节上有所差异。 这两个版本不兼容。 另外1.1比2.0要简单许多。  所以下面在讲逻辑结构的时候一般不区分这两个版本,除非特别说明的地方。


我猜你一定喜欢下面这种图:



这张图取自:  https://www.oasis-open.org/committees/download.php/11511/sstc-saml-tech-overview-2.0-draft-03.pdf


这是saml2.0的一个极其简单的应用场景.  如果你不嫌烦的话,我来解释一下这个图:

图上共有三个角色, 1,SP, 服务提供者。 2, Idp,认证用户并生成断言。 3,就是用户你了, client。



首先, 你(client)是idp的注册用户, 它有你的用户名和密码,它可以认证你就是你。 其次, SP和Idp两者会被各自的域管理员设置为相互信任对方。并且双方都持有对方的公钥。这是配置好的。第三,有一天,你需要访问sp提供的某个服务,但是sp并不认识你,也没有你的用户名和密码因此不能认证你。 于是就发生了上图所示的8个步骤:


1. 你去访问sp的某个受保护资源,比如浏览器打开: http://www.apc.com/resource1.aspx.

2. sp发现你是新来的,没有认证信息。当然不能给你这个页面内容了。 他就会生成一个 saml的认证请求数据包(当然是saml格式的)。把这个请求放在一个html的form的一个隐藏的域中,把这个html form返回给你。 这个form后面有一句javascript自动提交这个form。 二而form的action地址就是 提前配置好的 idp上的一个地址。 




saml认证请求的数据包可能是这个样子的:


<samlp:AuthnRequest

    xmlns:samlp="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:protocol"

    xmlns:saml="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:assertion"

    ID="aaf23196-1773-2113-474a-fe114412ab72"

    Version="2.0"

    IssueInstant="2004-12-05T09:21:59"

    AssertionConsumerServiceIndex="0"

    AttributeConsumingServiceIndex="0">

    <saml:Issuer>https://sp.example.com/SAML2</saml:Issuer>

    <samlp:NameIDPolicy

      AllowCreate="true"

      Format="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:nameid-format:transient"/>

  </samlp:AuthnRequest>


而返回的html from内容大概设这个样子的:它包含了上面的数据包作为其中一个hidden的值。


<form method="post" action="https://idp.example.org/SAML2/SSO/POST" ...>

    <input type="hidden" name="SAMLRequest" value="<samlp:AuthnRequest>.......... </samlp:authnreques>" />

    ... other input parameter....

    <input type="submit" value="Submit" />

</form>

<javascript>

document.form[0].submit();// 后面紧跟一句类似这样的提交代码.

</javascript>

这些代码一部分是复制过来的, 有些是我现写的, 大家领会意思即可,不要在意那些细节。

 


3. 上面的form会被javascript自动提交到idp的某个地址。


4. idp也需要认证你, 于是返回给你一个认证的页面, 可能使用用户名密码认证,也可以使用ntlm认证等等一切可以认证你的方式。 因为idp保存有你的用户名和密码。


5. 同上一步,也是认证你的一个过程。


6. idp在认证你之后。觉得你合法, 于是就为你生成一些断言, 证明你是谁,你有什么权限等等。 并用自己的私钥签名。 然后包装成一个response格式,放在form里返回给你。




断言的格式大概如下:

<saml:Assertion

   xmlns:saml="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:assertion"

   xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"

   xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

   ID="b07b804c-7c29-ea16-7300-4f3d6f7928ac"

   Version="2.0"

   IssueInstant="2004-12-05T09:22:05">

   <saml:Issuer>https://idp.example.org/SAML2</saml:Issuer>

   <ds:Signature

     xmlns:ds="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#">...</ds:Signature>

   <saml:Subject>

..........

   </saml:Subject>

   <saml:Conditions

.........

   </saml:Conditions>

   <saml:AuthnStatement

     AuthnInstant="2004-12-05T09:22:00"

     SessionIndex="b07b804c-7c29-ea16-7300-4f3d6f7928ac">

     <saml:AuthnContext>

       <saml:AuthnContextClassRef>

         urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:ac:classes:PasswordProtectedTransport

      </saml:AuthnContextClassRef>

     </saml:AuthnContext>

   </saml:AuthnStatement>

   <saml:AttributeStatement>

     <saml:Attribute

       xmlns:x500="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:profiles:attribute:X500"

       x500:Encoding="LDAP"

       NameFormat="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:attrname-format:uri"

       Name="urn:oid:1.3.6.1.4.1.5923.1.1.1.1"

       FriendlyName="eduPersonAffiliation">

       <saml:AttributeValue

         xsi:type="xs:string">member</saml:AttributeValue>

       <saml:AttributeValue

         xsi:type="xs:string">staff</saml:AttributeValue>

     </saml:Attribute>

   </saml:AttributeStatement>

 </saml:Assertion>


其中authnstatement认证语句表示你认证成功了。subject表示你是谁。而attributestatement表示你有哪些属性。 还有一个授权语句上面例子中没有。



Response语句大概如下:

 <samlp:Response

    xmlns:samlp="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:protocol"

    xmlns:saml="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:assertion"

    ID="identifier_2"

    InResponseTo="identifier_1"

    Version="2.0"

    IssueInstant="2004-12-05T09:22:05"

    Destination="https://sp.example.com/SAML2/SSO/POST">

    <saml:Issuer>https://idp.example.org/SAML2</saml:Issuer>

    <samlp:Status>

      <samlp:StatusCode

        Value="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:status:Success"/>

    </samlp:Status>

    <saml:Assertion

      xmlns:saml="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:assertion"

      ID="identifier_3"

      Version="2.0"

      IssueInstant="2004-12-05T09:22:05">

      <saml:Issuer>https://idp.example.org/SAML2</saml:Issuer>

      <!-- a POSTed assertion MUST be signed -->

     ....................

    </saml:Assertion>

  </samlp:Response>


正如上面第2步一样,它也会把response包装在一个form里面返回给你,并自动提交给 sp的某个地址。


<form method="post" action="https://sp.example.com/SAML2/SSO/POST" ...>

    <input type="hidden" name="SAMLResponse" value="<samlp:Response>.........</samlp:respons>" />

    <input type="hidden" name="RelayState" value="''token''" />

    ...

    <input type="submit" value="Submit" />

  </form>

<javascript>

document.form[0].submit();// 后面紧跟一句类似这样的提交代码.

</javascript>


7. 于是就到了第7步, 这个form被javascript自动提交到sp了。 


8. sp读到form提交上来的 断言。 并通过idp的公钥验证了断言的签名。 于是信任了断言。 知道你是idp的合法用户了。 所以就最终给你返回了你最初请求的页面了。  http://www.apc.com/resource1.aspx.

 

好了一个最简单的saml用例就讲完了。 你可以看到其中几乎所有的步骤都可以自动完成,用户在第一步访问资源之后,就看到浏览器再自动跳转,自己不需要操作什么,几秒钟过后,资源就访问成功了。

 

到这里, 相信saml在你心目中的形象一定跟家立体了。  如果你还有兴趣就继续往下看吧.

上面是“远观”, 下面我们走近。



先看Saml的标准结构:




此图出自: https://www.oasis-open.org/committees/download.php/11511/sstc-saml-tech-overview-2.0-draft-03.pdf  


saml标准从内到外 可以分为上图的4个层次:


  1. Assertion。 断言。 规定了断言的xml结构, 例如:


<saml:Assertion>

..............

</saml:Assertion?

它规定了,这个assertion节点到底该怎么写, 其实就是这个节点的schema。 按照这个规定写出来的assertion别人才能认识。



2. Protocols。协议。它规定了如何请求(samlrequest)和回复(samlresponse )saml消息,其中当然包含assertion的消息。比如:

<samlp:AuthnRequest>

............

</samlp:AuthnRequest>

 

还有:

 <samlp:Response> 

..............

</samlp:Response>


它规定了怎么发送这些请求消息,和回复消息的结构。 这样sp,idp之间才能通信。

 


3. 绑定。  上面两点都是规定了静态结构。 具体这些消息怎么发送呢。 就是用什么协议来承载这些smal消息呢。就是绑定出马了。 最常用的就是http或者soap消息。  把上面的saml消息通过http或者soap消息来传输。 这样sp和idp就能通信了。  saml1.1只支持 http的soap绑定。 而saml2.0支持更多的绑定。 有兴趣自己阅读标准。   这里需要强调的是, 你可能已经想到了,那就是这个绑定其实不重要。 只要saml消息本身是完整的可靠的,下层用什么协议传输不重要。  对。 saml标准规定的绑定只是一种标准实现。  saml的消息可以绑定到任何协议上, 只要sp和idp实现协商好就行了。  这里面应用最广泛的恐怕要算saml的wss绑定了。 用在微软的一系列产品里面。 包括sharepoint online的登陆授权, windows azure登陆,以及windows store的登陆授权等等。  微软自己在ws-trust和ws-secure协议上传输了saml消息。  这恐怕是saml标准以外用的最多的绑定了。



4. Profile, 这个单词我实在不知道翻译成啥好,所以就写原文把。 我个人喜欢把它叫做一套配置,或者叫解决方案。 它规定了某些场景下一整套saml认证的细节和步骤。 比如, 它规定了比较著名的SSO方案。 就是如何用saml实现sso的一整套配置和详细步骤。  概念就是这样。  同上, 上面的绑定都不确定,所以这个profile就更自由了。 你可以使用任何自己定义的profile,只要你们自己协商好就行了。

 

恩好吧, 先到这吧。大体结构已经出来了。 后续我可能会再分享一下有趣或者有坑的地方。 欢迎大家访问我的个人独立博客交流学习: http://www.cc1021.com


附上saml协议标准地址:

https://www.oasis-open.org/committees/download.php/3406/oasis-sstc-saml-core-1.1.pdf

http://docs.oasis-open.org/security/saml/v2.0/saml-core-2.0-os.pdf




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作者:程成
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