14.安全

1.基本概念

     安全问题的产生：

互联网作为商业交易的工具快速发展，越来越多的公司提供网络交易服务。很多商业活动在网上进行当前，成千上万的网民在网上进行各种活动的同时，也在网上传递其个人信息每天在网上发生各种各样的商业活动，如银行交易、股票交易等为了支持这些应用，我们需要一个健壮、安全的互联网保障机制。电子商务没有安全的保障是不可能的。

随着公司、个人对其资源和隐私的重视度的增加，网络安全的重要性也日益突出
Servlet规范提供了方法和途径来实现Web应用程序的安全，在讨论实现安全特性之前，先了解以下与安全相关的基本概念
认证
授权
数据完整性
数据私密性
审核
恶意代码
网站攻击

认证：

安全的第一个基本要求就是用户认证
认证是一个鉴别用户、确认身份的过程，这意味着校验用户是否是其所宣称的身份
例如：用户名和密码
是否存在该用户
提供的用户名是否与其密码相符

授权：

用户认证通过，必须被授权

授权是一个决定用户是否允许访问特定资源的过程

例如：普通用户不可以进行后台管理功能

授权通常被维护在一个访问控制列表(ACL)中，这个列表指定了用户及其可以访问的资源

数据完整性：

数据完整性是一个确保数据从发送端到接收端不受到损害的过程

例如：如果用户发送一个从其账户转出1000元的请求，银行系统应该确保转出的金额是1000元而不是10000元

数据完整性通常由伴随数据一起发送的一个数字签名来保证。在接收端，数据签名获得校验。

数据私密性：

  数据私密性是确保只有数据合法访问者可以访问敏感信息的过程。如：用户发送用户名和密码登录网站时，如果这些信息以原始格式发送，在互联网上传输时，网络黑客完全可能通过监听HTTP数据包窃取这些敏感信息。在这种情况下，数据无法保证其机密性。

审核：

审核是记录系统中与安全相关的事件，确保对每个用户的行为有据可查
审核能追踪到系统发生安全问题的原因，通常是由应用程序产生的日志文件来完成。

恶意代码：

将引起计算机系统损害的一段代码称作恶意代码
典型的恶意代码包括病毒、蠕虫和木马等
有时系统开发者在编写程序时会留下一个后门漏洞，这是一个潜在的误用机会，也称为恶意代码
尽管我们不能防止不知名程序员的恶意代码，但对于内部程序员的一对一审查则可以杜绝系统后门漏洞

网站攻击：

任何认为有价值的事物均是潜在受攻击目标，应受到保护。网站是最易遭到攻击的目标。网站的价值在于其所包含的信息以及其给合法用户提供的服务
一般存在3种类型的网站攻击
安全攻击
伪装攻击
服务攻击

一般存在3种类型的网站攻击
安全攻击：通过监听两台机器间的通信来窃取机密信息，通过加密传输数据可防止此类攻击，如使用HTTPS协议进行信道加密
伪装攻击：通过改变传输的信息来达到恶意企图。如伪装IP地址，使用使服务器IP地址发消息给服务器。通过健全的认证机制可以防止此种攻击
服务攻击：发送大量假请求使得系统无法有效处理合法的请求，这种伪造的大量假数据包可以使网络堵塞。通过使用防火墙限制端口和控制网络通信量，可以防止此类攻击

2.认证机制

Servlet规范定义了4种认证机制：
HTTP基本认证
HTTP摘要认证
HTTPS客户端认证
HTTP表单认证
以上4种认证都是基于用户名/密码机制，由服务器维护一个所有用户名和密码的列表，并且保护该列表资源

 HTTP基本认证：

HTTP基本认证的优点
非常容易构建
所有浏览器均支持
HTTP基本认证的缺点
安全性不能保证，因为用户名和密码未加密(注意：Base64编码不是加密方法。sun.misc.Base64 和sun.misc.Base64Decoder类可对字符串编码和解码)
无法定制与应用程序相匹配的用户名和密码对话框外观。

HTTP摘要认证：

HTTP摘要认证是在基本认证的基础上密码是加密发送
HTTP摘要认证的优点
比HTTP基本认证安全
HTTP摘要认证的缺点
仅由微软的IE浏览器支持。因为规范没有对HTTP摘要认证强制，所以许多Servlet容器不提供支持

HTTP客户认证：

HTTPS就是构建在安全套接字(Secure Socket Layer,SSL)之上的HTTP，
SSL是网景公司开发的，用于确保互联网上传输敏感数据私密性的协议。所有被传输的数据采用公开密钥的加密方式
HTTPS客户认证的优点
是4种认证中最安全的
被所有浏览器支持
HTTPS客户认证的缺点
需要认证中心颁发的认证书
实现、维护该认证具有较高成本

HTTP表单认证：

HTTP表单认证与基本认证很相似。但未使用浏览器弹出对话框，而是使用一个HTML的表单来获取用户名和密码。
开发都必须创建一个包含表单的HTML页面，并可以定制表单外观。Form表单的唯一要求就是其action属性必须取值为j_security_check，并提供两个文本域用于输入用户名和密码(j_username, j_password)，除此强制要求外，其他事务均可由开发者自定义
HTTP表单认证的优点
非常容易建立
所有浏览器均支持
可以定制登录窗体的外观
HTTP表单认证的缺点
不安全，因为用户名和密码未加密
只有在使用Cookie维持会话时，才可以使用

定制认证机制：

<tomcat-users>
  <user username="tomcat" password="tomcat" roles="tomcat"/>  
  <user username="role1" password="tomcat" roles="role1"/>
  <user username="both" password="tomcat" roles="tomcat,role1"/>
</tomcat-users>

权限分配给角色而不是实际用户
<tomcat-users>
  <user username="tomcat" password="tomcat" roles="tomcat"/>  
  <user username="role1" password="tomcat" roles="role1"/>
  <user username="both" password="tomcat" roles="tomcat,role1"/>
  <user username="john" password="jjj" roles="employee"/>  
  <user username="mary" password="mmm" roles="employee"/>  
  <user username="bob" password="bbb" roles="employee,supervisor"/> 
</tomcat-users>

在web.xml中定义认证机制
在指定具体认证用户前，要配置用户名和密码，这个步骤取决于具体的Servlet容器
Tomcat服务器是在下面的文件中：<tomcat-root>/conf/tomcat-users.xml

<login-config>
     <auth-method>FORM</auth-method>
     <form-login-config>
         <form-login-page>/formlogin.html</form-login-page>
         <form-error-page>/formerror.html</form-error-page>
     </form-login-config>
 </login-config> 

 <login-config>
     <auth-method>BASIC</auth-method>
 </login-config> 

 3.安全声明

 

开发、部署、使用Web应用程序的通常是不同的人，这就要求开发者有能力非常容易的将Web应用安全需求移交给部署者，部署者也应该有能力定制安全的各个方面而不需要修改代码
Servlet容器允许我们在Web部署描述符中配置安全需求的细节

  jsp授权方式：

默认情况下，Web应用程序的所有资源允许被任何人访问
为了对资源进行保护，可以做以下工作来限制对资源的访问
Web资源集合：鉴别必须受保护的资源
授权限制：鉴别用户所分配的角色
用户数据限制：指定发送者和接受者之间传输数据的方式

  <security-constraint>
       <web-resource-collection>
           <web-resource-name>declarative security test</web-resource-name>
           <url-pattern>/secure</url-pattern>
           <http-method>POST</http-method>
       </web-resource-collection>
       <auth-constraint>
           <role-name>supervisor</role-name>
       </auth-constraint>
       <user-data-constraint>
           <transport-guarantee>NONE</transport-guarantee>
       </user-data-constraint>
 </security-constraint>
 <login-config>
     <auth-method>FORM</auth-method>
     <form-login-config>
         <form-login-page>/formlogin.html</form-login-page>
         <form-error-page>/formerror.html</form-error-page>
     </form-login-config>
 </login-config> 
 <security-role>
     <role-name>supervisor</role-name>
 </security-role>

4.安全编程

有时候仅采用声明的安全机制是不够的
例如：假设允许一个Servlet被公司所有员工访问，但是，针对管理层和普通员工该Servlet产生不同的输出。这在种情况下，Servlet规范允许Servlet拥有处理安全的代码，Servlet根据用户所扮演的角色产生相应的输出。

安全相关API

HttpServletRequest接口提供了3个方法用于识别用户和角色
String getRemoteUser()
如果用户通过认证，该方法返回用户的登录名称。否则返回null值
Principal getUserPrincipal()
该方法返回一个包含认证通过用户的java.security.Principal对象
Boolean isUserInRole(String rolename)
该方法用于判断用户是否是指定的角色

了解与安全相关的一些基本概念：认证就是鉴别用户，授权就是鉴别用户可以做什么，审核是记录用户的行为…
Servlet规范定义了4种认证机制
Servlet规范中安全声明与安全编程的概念与应用