应用WSDK － 实践Web Services的数字签名
小气的神
2002-12-05
Article Type: In-Depth
难度等级：8.2/9
版本：1.36
老实说有关Security（安全）的话题，从来不是我的强项，如果可以我宁愿多说一些有关企业级应用开发、有关组件、COM+的话题。不过Web Services是我喜欢的、Internet是我喜欢的，所以有关Web Services的安全话题是不能逃避的，无论我对这方面多么的贫乏，尝试还是愿意的。世界上的许多事情就是这么奇妙的：我的老哥一心向往天空，不想毕业后却去了海运局工作了很久；我的好友立志30岁才结婚，没想到居然网恋成功，娶得一个貌美贤惠的网友，加上结婚生子现在也还是30未到；而我一直很喜欢广州这座城市的氛围，没想到会迷上广州的饮食，有好吃的城市才是美丽的城市:)
Microsoft XML Web Services 的第一个版本，也就是我们现在用的最多的版本，没有提供对SOAP消息进行安全方面处理的支持，也可以说那时WS-Security 还没完成。WSDK则增加了WS-Security的支持和处理。
最简单的说WS-Security主要提供了三个方面的机制来保护我们年轻的Web Services：
1. Security token propagation (解决Security Credentials可以被在网络间进行传播)
2. Message integrity （对消息是否在中间点是否被修改进行验证[Verify]）
3. Message Confidentiality ( 保证消息在未解密前依然是机密有效的)
生活最通俗的解释是通过戏剧来表现，比如《哈姆雷特》。哈姆雷特，这个在城堡中游荡的著名黑客，与丹麦国王克劳底斯对决，扬言要杀害许多城堡中居民，克劳底斯则决定干掉哈姆雷特而一劳永逸；于是他派了亲信罗森克劳茨和古登斯坦送哈姆雷特去英格兰。他俩携带一封密信，信上要求一到英格兰就立即将哈姆雷特处死，和哈姆雷特一起的旅途是漫长和极具挑战性的，但是国王、罗森克劳茨和古登斯坦都忘了采取措施来保证：
1. 哈姆雷特不能阅读这封信
2. 哈姆雷特到达英格兰前不能修改这封信
最后这个著名的丹麦黑客，在另外两人熟睡的时候，偷看了信的内容，轻易地将要处死的人改为熟睡的两个国王亲信，并且在信封上盖上他父亲前丹麦国王的印章。作为国王的两个亲信从未想过要看这份信的内容，而且也从未想到自己一到英格兰就被处死。
那么我们看到有关安全最基本的三个问题：
1. 丹麦国王克劳底斯要有办法将信安全的送到英格兰国王的手上。
2. 英格兰国王如何验证信的内容是否为原始信件。
3. 在英格兰国王没有打开信件之前，信中的内容依然是高度机密的。
而当这些问题发生在Internet和Web Services就更有趣了，WS-Security就是完成这个功能的。（如果你哈姆雷特的故事感兴趣，除了看这篇文档最早我是在Java安全性编程指南[Professional Java security]上看到的） 这篇文章也同样是Web Services有关安全的开始，下面我们要做的就是上面将的第一个问题，解决Security Credentials在网络间进行传递的问题。
我将利用WSDK来实践一个Web Services的客户端使用UsernameToken数字签名一个SOAP 消息，同时Web Services又是如何处理这个被UsernameToken签名的消息。我尽量简化了有关加密的处理和流程，试图说明整个的过程，从后面附带的源代码中你可以看到这一点。
整个过程我们会生产一个Web Services和一个Web Services的客户端，同时最多的还是进行一些配置。运行通过的环境Windows XP SP2 / VS.NET 1.0 / WSDK 5217+
生成服务器端部分：
1. 建立一个Web Services 项目 SignSOAPusingName。
2. 加入 Microsoft.Web.Services.DLL 引用。
3. 点击SignSOAPUsingName.asmx.cs 加入下面的代码：
using System.Web.Services.Protocols ;
using Microsoft.Web.Services.Security ;
using Microsoft.Web.Services;
using System.Security.Cryptography ;
4. 去到HelloWorld 的注释代码并加入下面的代码：
[WebMethod]
public string HelloWorld()
{
SoapContext requestContext = HttpSoapContext.RequestContext ;
string retval = "User unknown" ;
if ( requestContext == null )
throw new ApplicationException( " Non-SOAP request" ) ;
if ( !IsValid( requestContext ) )
{
throw new SoapException( "The security infomation Supplied was not valid .", new System.Xml.XmlQualifiedName("Bad Tokens", "http://www.dotnetTools.org/SignSOAPUsingName" ) ) ;
}
UsernameToken theToken = GetUsernameToken( requestContext.Security ) ;
if ( theToken != null )
{
return "Hello " + theToken.Username ;
}
return retval ;
}
5. 在web.config中配置WSDK的Microsoft.Web.WebServices
<webServices>
<soapExtensionTypes> <!-- type= 其内容必须保证在一行不能回车 -->
<add type="Microsoft.Web.Services.WebServicesExtension,Microsoft.Web.Services,Version=1.0.0.0, Culture=neutral,PublicKeyToken=31bf3856ad364e35" priority="1" group="0"/>
</soapExtensionTypes>
</webServices>
6. 加一个新的类实现 IPasswordProvider
using System;
using System.Security.Permissions ;
using System.Security.Cryptography ;
using Microsoft.Web.Services.Security ;
namespace SignSOAPUsingName
{
[SecurityPermission(SecurityAction.Demand, Flags=SecurityPermissionFlag.UnmanagedCode)]
public class PasswordProvider : IPasswordProvider
{
HashAlgorithm hash ;
public PasswordProvider()
{
hash = new SHA1CryptoServiceProvider() ;
}
public string GetPassword( string userName )
{
byte[] encodedUsername = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes( userName ) ;
Array.Reverse(encodedUsername); //这里我简化了处理，先不考虑那些加密函数
return Convert.ToBase64String(encodedUsername);
}
}
}
7. 在web.config中配置PasswordProvider
<microsoft.web.services>
<security> <!-- type=命名空间.类名,程序集名 -->
<passwordProvider type="SignSOAPUsingName.PasswordProvider, SignSOAPUsingName" />
</security>
</microsoft.web.services>
8. 运行和Build应用程序，F5运行看Web Services是否正常运行
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