劉 輝，黃偉亮

（河南機電職業(yè)學院 信息工程系，鄭州 451191）

0 引言

單點登錄是目前比較流行的對多種系統(tǒng)業(yè)務進行集成與整合的解決方案之一。所謂單點登錄（Single Sign On，簡寫為SSO），即用戶只需在登錄時提供一次用戶認證信息，通過認證以后，無需再重復登錄便可訪問其他各子系統(tǒng)應用。IBM對SSO有一個形象的解釋，即“單點登錄、全網(wǎng)漫游”[1]。對現(xiàn)有的單點登錄實現(xiàn)案例及文獻[2-4]綜合分析顯示，對已有系統(tǒng)進行單點登錄改造、整合，或基于SSO重新規(guī)劃設計所有的網(wǎng)絡應用，既耗時又耗力，需要付出巨大的代價。雖然市場上已出現(xiàn)了多種專門的SSO商業(yè)軟件，但價格以及對已有的網(wǎng)絡應用支持是否完善等問題，往往使用戶望而卻步。本文嘗試以開源軟件為基礎，構建一個簡易的單點登錄系統(tǒng)，來解決局域網(wǎng)中多個應用系統(tǒng)的用戶統(tǒng)一身份認證和集中管理問題。

1 應用技術分析

目前，實現(xiàn)單點登錄的開源軟件主要有OpenSSO、JOSSO、CAS等幾種。其中OpenSSO是由Sun公司支持的一個開源的SSO項目，但自從Sun被甲骨文（Oracle）收購，該項目已被關閉并凍結下一步開發(fā)[5]；JOSSO（Java Open Single Sign-On）也是一個開源的J2EE-based的SSO（單點登錄）基礎結構，它具有跨平臺性，允許整合Java和非Java應用程序[6]；CAS（Central Authentication Server）是Yale（耶魯）大學發(fā)起的一個開源項目，旨在為Web應用系統(tǒng)提供一種可靠的單點登錄方案，它提供了一個企業(yè)級單點登錄解決方案，通過獨立部署CAS Server及在客戶端比如 Java、．Net、PHP、Perl、Apache、uPortal、Ruby 等 Web 應 用 中 加入 CAS Client的方式實現(xiàn)統(tǒng)一認證[7]。CAS實現(xiàn)單點登錄的機制見圖1。

圖1 CAS實現(xiàn)單點登錄的機制

當用戶通過客戶端的Web瀏覽器訪問受保護資源時，嵌入客戶端的CAS Client將截取并分析該http請求中是否包含合法的Service Ticket，如果有，則說明當前用戶已經(jīng)登錄，允許訪問資源；否則，將該http請求重定向到CAS Server登錄地址，強制對用戶進行認證。在這個過程中，CAS Server主要負責對用戶的認證工作。由于CAS具有設計理念先進、體系結構合理、配置簡單、客戶端支持廣泛、技術成熟等優(yōu)點，本文選用該軟件構建單點登錄系統(tǒng)。

CAS協(xié)議僅僅為基于Web的應用提供了用戶信息的認證服務，在實際應用中，CAS Server的認證接口會處理登錄用戶的憑證（Credentidals）信息，最常見的是用戶名/密碼，CAS Server可能需要到數(shù)據(jù)庫檢索一條用戶帳號信息，也可能在XML文件中檢索用戶名/密碼，還可能通過 LDAP Server獲取等。出于簡單、易于再開發(fā)考慮，本文選用的是開源數(shù)據(jù)庫Mysql來集中保存用戶信息，并對用戶信息進行統(tǒng)一管理。

2 系統(tǒng)結構與流程

根據(jù)上述分析，該系統(tǒng)主要由三部分組成：統(tǒng)一用戶管理、CAS統(tǒng)一認證服務、各種Web應用（根據(jù)需要可集成多個系統(tǒng)）。系統(tǒng)總體結構如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)總體結構

統(tǒng)一用戶管理作為該系統(tǒng)獨立的一個應用模塊，主要負責用戶的添加、刪除、更新等管理。

統(tǒng)一認證即當用戶第一次訪問不同的Web應用資源時，將被重定向到CAS統(tǒng)一認證服務器，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中用戶與角色的信息憑證，對其進行檢驗，如果認證通過，則轉向相應的Web應用資源。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

根據(jù)上述分析，本文將基于J2EE構建該單點登錄系統(tǒng)，采用Tomcat作為Web服務器，結合CAS Server配置統(tǒng)一認證服務，使用數(shù)據(jù)庫Mysql來存儲用戶與角色信息，并進行相應的應用程序開發(fā)，以實現(xiàn)用戶添加、刪除、更新等管理，至于其他的客戶端Web應用，可根據(jù)需要自行選擇不同的系統(tǒng)結合CAS Client進行配置。

3.1 前期工作

首先，根據(jù)服務器配置，正確安裝JRE、Tomcat與 Mysql，本 文 使 用 的 是 JRE1．6．0_10+Tomcat 6．0．36+Mysql5．6，然后輸入部分用戶信息到數(shù)據(jù)庫中，以用于測試。

另外，CAS需要SSL（安全套接層協(xié)議）才能正常工作。SSL提供了一種在應用服務器（如Web、Telenet、FTP等）和客戶端之間提供數(shù)據(jù)安全性分層的機制，它為TCP/IP連接提供數(shù)據(jù)加密、服務器認證、消息完整性以及可選的客戶機認證。通過在Web服務器端配置專業(yè)的CA機構頒發(fā)的證書，實現(xiàn)SSL通信。作為一個局部的應用系統(tǒng)，本文采用J2SE自帶的keytool工具，自己生成一個證書。

第一步：生成服務器證書。參考命令格式如下：

keytool-genkey-alias tomcat-keyalg RSA-keysize 1024-keypass changeit-validity 365-storepass changeit-keystore d：ssoserver．keystore

第二步：將證書導入到JDK的證書信任庫中。

導入過程包括兩個操作，首先是導出證書，然后將其導入到證書信任庫，參考命令格式如下：

keytool-export-trustcacerts-alias tomcat-keystore d：ssoserver．keystore-file d：ssoserver．crtstorepass changeit

keytool-import-trustcacerts-alias tomcat-file d：ssoserver．crt-keystore %JAVA_HOME%/jre/lib/security/cacerts-storepass changeit

第三步：將證書應用到Web服務器Tomcat，配置其SSL服務，需要修改server．xml中Connector標簽為如下內(nèi)容：

maxThreads="150"minSpareThreads="25"maxSpareThreads="75"

enableLookups="false" disableUploadTimeout="true"

acceptCount="100"scheme="https"secure="true"

clientAuth="false"sslProtocol="TLS"keystoreFile="d：ssoserver．keystore" eystorePass="changeit"/>

3.2 CAS Server應用配置

統(tǒng)一認證服務的配置相對簡單，只需將CAS的相應文件包放到Tomcat服務器的Web應用文件夾即可。

訪 問 http：//www．ja-sig．org/products/cas/downloads/index．html，下載 CAS 的最新版本。筆者使用的版本是 cas-server-3．4．12。從 CAS 壓縮包中找到cas-server-webapp-3．4．12．war文件（在 modules文件夾下），將其復制到Tomcat服務器的webapps目錄下，重命名為cas；重新啟動Tomcat后，在瀏覽器地址欄中輸入：https：//localhost：8443/cas。如果能打開登錄頁面，則表示CAS應用可以正常啟動。之后，根據(jù)應用需要，可對用戶登錄界面進行簡單修改，其界面的相應設計文件保存在目錄cas/webapp/WEB-INF/view/jsp/default/u及/cas/webapp/css中。

3.3 M ysql數(shù)據(jù)庫的鏈接與配置

在Mysql數(shù)據(jù)庫中建立一個用戶（User）表，用于存放用戶的登錄信息。表結構如表1所示，包括用戶編號、登錄名稱、登錄密碼、用戶名稱、用戶描述等。

表1 用戶（User）表結構

然后，通過以下步驟配置CAS，應用Mysql數(shù)據(jù)庫進行用戶的身份驗證。

第一步：復制以下兩個文件到CAS/WEB_INF/lib目錄下。

cas-server-support-jdbc-3．1．12．jar;mysql-connector-java-5．0．8-bin．jar

第二步：配置CAS/WEB-INF/目錄下的deployerConfigContext．xml文件，在該文件中有兩處需要修改。

（1）增加數(shù)據(jù)源

（2）改變認證方式

將 修改為：

3.4 CAS Client客戶端配置

對各種Web應用進行統(tǒng)一認證，是通過將CAS Client加入到客戶端模塊實現(xiàn)的。下面以基于java的Web應用進行說明。

首先，從 http：//www．ja-sig．org/downloads/casclients/CAS Client下載CAS Client的最新版本，比如本文使用的是 cas-client-3．2．1，將壓縮包中modules目錄下的 cas-client-core-3．2．1．jar文件復制到所發(fā)布Web應用的WEB-INF/lib下。然后，在客戶端Web應用中修改WEB-INF/web．xml文件，在其中添加應用過濾器，示例如下：

在多種Web應用客戶端進行上述類似配置后，當用戶通過瀏覽器第一次訪問CAS保護的Web應用時，該http請求就將會被重定向到CAS統(tǒng)一認證服務器（即 https：//localhost：8443/cas），要求輸入用戶名與密碼進行認證，從而實現(xiàn)了簡單的單點登錄與認證。

4 小結

本文基于開源軟件所實現(xiàn)的簡易單點登錄系統(tǒng)，完成了用戶的集中管理與統(tǒng)一的身份認證，使得用戶輸入一次用戶名和密碼便可訪問多個Web應用，從而提高了用戶使用系統(tǒng)的效率，改善了用戶體驗。但是，單點登錄（SSO）的部署本身就是一把雙刃劍，如果配置不合理反而會使系統(tǒng)的安全性降低。本文所提出的這個系統(tǒng)，在實際應用中還有待于進一步改進，以提高系統(tǒng)的整體安全性。

［1］肖菁．WebSphere環(huán)境下的SSO實現(xiàn)之——SSO實現(xiàn)技術準備［EB/OL］．（2003-08-01）［2013-05-26］．http：//www．i-bm．com/developerworks/cn/websphere/library/techarticles/xiaojing/SSOprepare/SSOprepare．htm l．

［2］李凡，王流一．一種基于票據(jù)的單點登錄協(xié)議設計與實現(xiàn)［J］．計算機工程與科學，2012（2）．

［3］鄭偉，王加陽．異構應用的單點登錄方法［J］．軟件導刊，2010（7）．

［4］金永勤．在應用整合中單點登錄解決方案的研究［J］．計算機與現(xiàn)代化，2007（7）．

［5］開源中國社區(qū)．opensso-單點登錄框架［EB/OL］．（2008-09-24）［2013-05-26］．http：//www．oschina．net/p/opensso．

［6］開源中國社區(qū)．JOSSO-單點登錄框架 -開源中國OSChina．NET［EB/OL］．（2008-09-24）［2013-05-26］．http：//www．oschina．net/p/josso/simila-r_projects．

［7］張濤，王秉坤．使用CAS在Tomcat中實現(xiàn)單點登錄［EB/OL］．（2008-04-10）［2013-05-26］．http：//www．ibm．com/developerworks/cn/opensource/os-cn-cas/．