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Ángel García Jerez

Consultor tecnológico de desarrollo de proyectos informáticos. Co-autor del libro "Actualización y mantenimiento del PC (Edición de 2010) publicado por Anaya Multimedia

Ingeniero Técnico en Informática de Sistemas e Ingeniero en Informática (premio al mejor expediente de su promoción)

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Fecha de publicación del tutorial: 2011-07-26

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Spring Security, Single Sign-On bajo plataformas Windows con Active Directory y Kerberos V5

Spring Security, Single Sign-On bajo plataformas Windows con Active Directory y Kerberos V5

1. Introducción

Desde la aparición de Spring el desarrollo de aplicaciones ha evolucionado considerablemente. Su principal proyecto y por el que todos lo conocemos es por su contenedor de control de inversión. No sólo se queda aquí, Spring ha desarrollado otros proyectos no menos importantes que han seguido mejorando y simplificando el desarrollo de nuestras aplicaciones.

Uno de estos proyectos es Spring Security; se trata de un módulo no intrusivo que permite de forma más o menos sencilla añadir funcionalidades de control de acceso y autenticación a nuestras aplicaciones web. Por simplificarlo al máximo se trata de un conjunto de filtros que se ejecutan en cadena antes de acceder a los recursos de nuestra aplicación con el objetivo de securizarlos.

En este tutorial veremos una de las extensiones que ofrece Spring Security para poder integrar en nuestra aplicación autenticación Single Sign On a través de un Active Directory y Kerberos V5.

2. Entorno

Entorno utilizado para escribir este tutorial:

  • Hardware: Mac Book Pro (Core 2 Duo 2,8 Ghz, 4 GB RAM, 500 GB)
  • Sistema Operativo: Lion 10.7.0
  • Active Directory: Windows 2003 Server
  • JDK: 1.6
  • Maven: 3.0.3
  • Spring: 3.0.1-RELEASE
  • Spnego: 1.0.0-M2

3. Spnego: Integrated Windows Authentication

En la mayoría de las grandes empresas que utilizan una infraestructura cliente basada en Windows es relativamente habitual que sus aplicaciones de Intranet utilicen en el proceso de autenticación las credenciales de inicio de sesión en el dominio. De esta manera centralizan el control de acceso a las aplicaciones y mejoran la experiencia de usuario evitando la autenticación en todas aquellas aplicaciones que se accedan.

La plataforma Windows utiliza actualmente dos protocolos de autenticación: NTLM y Kerberos, ambos soportados por Active Directory. Aunque en la actualidad se siguen utilizando los dos, NTLM está deprecado por Microsoft que recomienda el uso de Kerberos como protocolo de autenticación de sus sistemas. Este tipo de autenticación utilizado por Windows en el inicio de sesión de los usuarios es posible usarlo en nuestras aplicaciones web proporcionando lo que habitualmente se llama Single Sign On.

Para llevarla a cabo se utiliza el mecanismo de autenticación tradicional por HTTP: Basic y Digest, junto a Spnego.

Spnego es un mecanismo de negociación que permite a dos partes acordar un protocolo/algoritmo para la comunicación; en nuestro caso poder recuperar las credenciales del usuario que está accediendo a la aplicación web. Aunque no vamos a entrar en detalle si que me gustaría que vierais el flujo básico de peticiones para que tengáis un conocimiento básico de este mecanismo. Para aquellos que quieran profundizar más en el tema os recomiendo la lectura de la RFC 4559 (http://www.ietf.org/rfc/rfc4559.txt).

En el proceso de autenticación se ven involucrados tres actores: navegador, Active Directory y servidor de aplicaciones. Para que quede más claro, en el siguiente gráfico vemos la comunicación entre los diferentes actores.

En el intercambio de peticiones entre las diferentes partes hay tres puntos a destacar:

  • Cuando la autenticación es requerida para acceder a un recurso, el servidor envía una respuesta con la cabecera WWW-Authenticate con el valor Negotiate. Esto le dice al cliente que el servidor requiere autenticación mediante Spnego.
  • El navegador recupera de alguna manera las credenciales del usuario y las envía al servidor mediante la cabecera Authorize. El ticket enviado es validado contra el KDC (Kerberos Distribution Center) y si todo es correcto se deja acceder al recurso.
  • Una vez que el servidor requiera autenticación mediante Spnego el navegador enviará en todas las peticiones que se realicen a esa aplicación el ticket con las credenciales. Aunque no es importante este hecho, hay que tenerlo en cuenta para posteriormente entender el funcionamiento de la extensión de Spnego para Spring Security.

También hay que destacar que este tipo de autenticación es compatible con la mayoría de los navegadores existentes en el mercado desde IExplorer pasando por Firefox, Chrome o Safari, evidentemente todos ellos corriendo bajo un sistema operativo Windows.

4. Configuración del Active Directory

Antes de añadir Spnego a nuestra aplicación tenemos que disponer de un entorno bien configurado para que todo funcione correctamente. En nuestro caso necesitaremos:

  1. Un Active Directory con el protocolo de Kerberos activo (opción disponible por defecto).
  2. Agregar nuestro servidor de aplicaciones como equipo en el Active Directory y habilitar la delegación de confianza.
  3. Crear un usuario al que asignaremos el servicio HTTP de nuestro servidor.
  4. Generar un fichero (denominado keytab) que permita autenticarse a nuestro servidor contra el Active Directory en el proceso de validación de los tickets.

4.1 Creación de un servidor de dominio

Crear un servidor de dominio es bastante sencillo a través del asistente que proporciona Windows 2003 Server. Ejecutamos el programa situado en Inicio -> Todos los programas -> Herramientas administradas -> Administre su servidor.

Desde allí lazamos el asistente mediante el enlace "Agregar o quitar función". Al ser relativamente sencillo el proceso de instalación del Active Directory sólo se van a comentar las pantallas más importantes en este proceso, evitando así información irrelevante que no aportan información alguna.

En la siguiente pantalla seleccionamos "Controlador de dominio (Active Directory)" y pulsamos sobre Siguiente.

A continuación indicamos que el controlador de dominio que estamos creando es el principal.

Al ser un nuevo controlador de dominio selecionamos la opción "Dominio en un nuevo bosque".

A continuación introducimos el nombre de nuestro dominio, en nuestro caso "autentia.com".

En la siguiente pantalla nos piden el nombre de NetBIOS de nuestro dominio en nuestro caso "AUTENTIA".

Más tarde nos pedirá los directorios donde Active Directory almacena la base de datos y el registro así como la copia para el servidor de los archivos públicos. En nuestro caso dejamos los valores por defecto.

Por último activamos la compatibilidad para sistemas operativos a partir de Windows 2000.

Finalmente establecemos una contraseña para el acceso remoto del usuario administrador al dominio.

El resto del proceso es automático, finalmente nos pedirá reiniciar y a partir de eso momento tenemos creado nuestro Active Directory con Kerberos V5.

4.2 Agregar el servidor aplicaciones al Active Directory

Creado el Servidor de Dominio, el siguiente paso es añadir el servidor de aplicaciones al Active Directory. Accedemos a la aplicación "Administre su servidor" y ejecutamos "Administrar usuarios y equipos en Active Directory".

Ahora desplegamos el dominio "autentia.com", seleccionamos la opción "Computers" y pulsando el botón derecho hacemos click en "Nuevo" -> "Equipo".

Introducimos los datos de nuestro servidor, en nuestro caso "web" y pulsamos Finalizar.

Una vez creado el equipo debemos tener algo como:

Ahora tenemos que habilitar el equipo creado para que nuestro dominio confíe en él. Este paso es muy importante pues de lo contrario el proceso de autenticación mediante protocolo Kerberos V5 no funcionará. ¿Por qué? Porque cuando el cliente envía el ticket al servidor con las credenciales no contendrá entre los algoritmos el protocolo Kerberos, produciéndose un error "GSSException: Defective token detected".

Selecionamos el equipo, pulsamos el botón derecho del ratón y hacemos click en "Propiedades".

Activamos la opción "Confiar en el equipo para la delegación" y pulsamos "Aceptar".

4.3 Creación de un usuario para mapear con nuestro servidor.

Como hemos comentado antes, el servidor debe autenticarse contra el Active Directory antes de validar el token enviado por el cliente. Esta autenticación se realiza mediante un fichero (keytab) que mapea el servicio (servidor de aplicaciones) con un usuario del dominio. Éste debe ser utilizado única y exclusivamente para este propósito ya que en el caso de utilizar un usuario del dominio no podrá volverse a logar en una estación cliente.

El proceso de creación es muy similar al anterior; accedemos a la opción "Administrar usuarios y equipos en Active Directory", damos al botón derecho sobre la opción "Users" y hacemos click en "Nuevo" -> "Usuario". Rellenamos los datos para el nuevo usuario y pulsamos sobre "Siguiente".

A continuación introducimos la contraseña, desactivamos la opción "El usuario debe cambiar la contraseña al iniciar uan sesión de nuevo" y activamos "El usuario no puede cambiar la contraseña" y finalizamos el proceso de creación.

En el listado de usuarios deberá aparecer el usuario creado.

4.4 Crear el fichero keytab para el servidor.

Una vez que hemos dado de alta el equipo donde se encuentra nuestro servidor y el usuario con el que se autenticará para validar los ticket, nos queda generar el fichero keytab. Este fichero es una copia cifrada de la clave privada de un usuario en kerberos y es usada por la aplicación web como proxy de autenticación de las credenciales enviadas por el usuario.

Para poder generar este fichero es necesario el uso del comando ktpass distribuido en el paquete "Microsoft Server 2003 Resources Kit Tools" que debeís instalaros en el caso de no tenerlo.

En nuestro ejemplo abrimos una consola y ejecutamos el siguiente comando:

Lo que estamos haciendo es generar el fichero web.keytab para el servicio HTTP que se ejecuta en la máquina del dominio web.autentia.com y que va estar mapeado contra el usuario web.

El fichero generado lo utilizaremos más adelante cuando configuremos la extesión de Spnego para Spring Security en nuestro proyecto web.

5 Integrar Spnego en nuestra aplicación web.

El úttimo paso es integrar la extensión de Spnego en nuestra aplicación web. Supongamos que los recursos situados bajo "/secure" sólo van a poder ser accedidos por aquellos usuarios validos en el dominio. Para conseguirlo debemos añadir varios elementos a la configuración básica de Spring Security. Sin entrar mucho en detalle serían:

  • Un entry point (org.springframework.security.extensions.kerberos.web.SpnegoEntryPoint): responsable de enviar la cabecera "WWW-Authenticate: Negotiate" cuando se produce un acceso denegado sobre un recurso de nuestra aplicación.
  • un filtro (org.springframework.security.extensions.kerberos.web.SpnegoAuthenticationProcessingFilter) que se ejecuta siempre que en la cabecera de la petición del usuario venga "Authorize". Utiliza el provedor de autorización de Spnego para validar las credenciales del usuario.
  • y un proveedor de autenticación (org.springframework.security.extensions.kerberos.KerberosServiceAuthenticationProvider) encargado de validar el token enviado en la cabecera Authorize.

5.1 Creación del fichero de configuración de Spring Security.

Bajo el directorio WEB-INF creamos un xml llamado spnego-spring-security.xml con:

Destacar varias líneas del fichero:

  • Línea 3: Cambiamos el punto de entrada que viene configurado por defecto en Spring Security por el de Spnego.
  • Linea 5: Indicamos a Spring Security que todos los recursos en /secure necesitan autenticación.
  • Línea 5: Añadimos en la posición de BASIC_AUTH_FILTER de la cadena de filtros de Spring el filtro de Spnego.
  • Línea 15: Añadimos el proveedor de autenticación de Spnego al gestor de autenticación de Spring Security.
  • Línea 18: Se añade el bean encargado de validar el ticket enviado desde el cliente al proveedor de autenticación de Spnego. Este bean necesita ser configurado con el nombre del servicio dado de alta en el Active Directory y la localización del fichero keytab que más tarde añadiremos.
  • Línea 28: Se añade al proveedor el servicio encargado de recuperar la información del usuario. En este ejemplo hemos creado un Dummy que retorna el usuario con el rol ROLE_USER.

5.2 Añadir Spring Security al web.xml

Ahora añadimos la configuración necesaria para Spring Security al web.xml :

De las líneas 5 a la 13 se configura el filtro de Spring Security que se encarga del control de acceso a los recursos de nuestra aplicación y de la 15 a la 23 la configuración para cargar el contexto de Spring.

5.3 Añadir el fichero web.keytab al classpath de la aplicación.

Para finalizar la configuración de la aplicación tendremos que añadir el fichero web.keytab generado a nuestro classpath. Este tipo de localización no es el recomendable en un entorno de producción, lo correcto sería que este fichero estuviera en una localización del servidor y bien securizado. De lo contrario podríamos comprometer la seguridad de nuestro dominio si el fichero cae en malas manos.

6 Configuración del Servidor Tomcat

Antes de desplegar la aplicación debemos añadir a la máquina virtual la configuración de kerberos necesaria para poder validar correctamente el ticket. Se debe añadir la propiedad "java.security.krb5.conf" con el path al fichero de configuración a kerberos que habitualmente en sistemas basados en Unix se encuentran en "/etc/krb5.conf".

En este fichero se debe indicar el dominio, el servidor KDC y los algoritmos soportados. Los más importantes son arcfour-hmac-md5 y rc4-hmac ya que son los algotirmos soportado por el Active Directory de Microsoft.

7 Configurando el navegador

Por último nos queda configurar el navegador de los clientes. Dependiendo de cual se utilice la configuración será diferente. En este tutorial veremos la de Firefox y la de IExplorer.

7.1 Spnego en Firefox.

Para activar la autenticación debemos introducir en la barra de dirección "about:config" y filtrar por "auth".

Ahora pulsamos sobre la propiedad "network.negotiate-auth.trusted-uris" e introducimos el dominio donde se hospeda nuestra aplicación "web.autentia.com".

Ahora Firefox esta listo para enviar los ticket al dominio web.autentia.com

7.2 Spnego en IExplorer.

Para habilitar la autenticación integrada en IExplorer debemos añadir el sitio web como sitio en Intranet Local. Accedemos a las opciones de internet del navegador, selecionamos la pestaña seguridad, hacemos click sobre Intranet Local y luego sobre el botón Sitios.

A continuación pulsamos sobre Opciones avanzadas.

Ahora añadimos la dirección como sitios de intranet pulsando Agregar.

Y por último nos vamos a la pestaña "Opciones avanzadas" y nos aseguramos tener habilitada la opción "Habilitar autenticación integrada de Windows".

8 Testeando la aplicación

Ya tenemos todo configurado y listo para testear. Arrancamos el Tomcat e iniciamos sesión en un PC dentro del dominio, abrimos un navegador y tecleamos http://web.autentia.com:8080/spnego-web/secure/index.jsp. Si todo ha ido bien deberá aparecer la siguiente pantalla.

9 Codigo fuente

Os dejo el ejemplo utilizado en este tutorial para que podáis usarlo (código).

10 Conclusión

El uso de credenciales de dominio en aplicaciones de Intranet es algo habitual y como habéis podido observar interactúan muchos actores. Hay tener muy claro lo que se esta haciendo en cada momento y configurar todo de forma correcta sino el sistema no funcionará.

Este tutorial ha abordado un ejemplo donde se utiliza un único método de autenticación, pero puede ocurrir que queramos integrarlo con otros como el acceso mediante login, es decir, si la autenticación basada en Kerberos fallase redireccionar al usuario a un formulario para acceder a la aplicación.

En este caso debemos implementar una extensión sobre Spnego Spring Security. Tendríamos que crear nuestro propio Entry Point que redireccionara a una página encargada de detectar si el usuario se encuentra en el dominio, un filtro que recoja esa información y en función de ella redirigir al formulario de login o enviar la cabecera "WWW-Authenticate". Este filtro debería ejecutarse delante del filtro de Spnego.

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Fecha publicación: 2012-03-24-03:23:09

Autor: CypraxPuch

Hola Ángel muchas gracias!!! ya quedoooooooooo!!!!! :D

en mi caso el problema fué que estaba intentando acceder desde mi propia máquina, pero al final le pedí a un compañero que accediera desde su máquina y funcionó a la perfección!!!

Por cierto no me funciona con chrome, ni con firefox, solo con IE!!
muchas Gracias!! :)

Fecha publicación: 2012-03-23-19:58:08

Autor: angelus

Hola CypraxPuch,

Pues el problema ese me lo dió por no haber activado la opción "confiar en el equipo para la delegación". Si no la activas el protocolo que Active Directory te envía es NTLM en vez el de Kerberos v5.

También tienes que tener mucho cuidado de la fecha del servidor y la workstation, debe estar sincronizados de lo contrario te dará un error también.

Revisa muy bien la configuración que el problema reside ahí.

Salu2 Angel

Fecha publicación: 2012-03-23-18:21:54

Autor: CypraxPuch

Hola Ángel, ya hice paso a paso el tutorial y me parece excelente, pero sigo teniendo el problema del error Defective Token detected. Agradecería mucho si me dieras algunas ideas de porqué sigue pasando:

A grandes rasgos esto es lo que sucede:

org.springframework.security.extensions.kerberos.web.SpnegoAuthenticationProcessingFilter doFilter

ADVERTENCIA: Negotiate Header was invalid: Negotiate YH4GBisGAQUFAqB0.....

GSSException: Defective token detected (Mechanism level: GSSHeader did not find the right tag)

alguna idea??