SAX-basierte Validierung von WS-Security-angereicherten SOAP- Nachrichten gegen eine Security Policy

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1 SAX-basierte Validierung von WS-Security-angereicherten SOAP- Nachrichten gegen eine Security Policy Ralph Herkenhöner Arbeitsgruppe Kommunikationssysteme Institut für Informatik Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Spring 2007, Dortmund, 25. Juli 2007

2 Übersicht WS-Security WS-SecurityPolicy SAX-basierte XML Verarbeitung Zusammenfassung 1

3 Web Service Protocol Stack SOAP <Envelope> <Body> <add> <x>12</x> <x>38</x> <x>27</x> </add> <Body> </Envelope> HTTP POST /Service.asmx Content-Type: text/xml Content-Length: 523 TCP IP Destination Port: 80 Destination Address

4 Sicherheit für SOAP: WS-Security W3C Standard erweitert SOAP um Nachrichtensicherheit bzgl. Vertraulichkeit, Integrität und Authentizität verhindert Angriffe wie Abhören, Manipulation, usw. unter Verwendung von XML Encryption XML Signature für SOAP-Nachrichten 3

5 WS-SecurityPolicy Endpoint Policy <wsp:policy> <sp:symmetricbinding> <wsp:policy> <sp:protectiontoken> <wsp:policy> <sp:x509token> <wsp:policy> <sp:wssx509v3token10/> </wsp:policy> </sp:x509token> </wsp:policy> </sp:protectiontoken> <sp:algorithmsuite> <wsp:policy> <sp:tripledesrsa15/> </wsp:policy> </sp:algorithmsuite> <sp:includetimestamp/> </wsp:policy> </sp:symmetricbinding> </wsp:policy> Message Policy <wsp:policy> <sp:encryptedelements> <sp:xpath> /Envelope/Body/payOrder </sp:xpath> </sp:encryptedelements> <sp:signedparts> <sp:body/> </sp:signedparts> </wsp:policy> 4

6 WS-Security-angereicherte <Envelope xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/xmlschema" xmlns:wsse="http://docs.oasis-open.org/wss/2004/01/oasis wss-wssecurity-secext-1.0.xsd" xmlns:wsu="http://docs.oasis-open.org/wss/2004/01/oasis wss-wssecurity-utility-1.0.xsd" xmlns:xenc="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#" xmlnds="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#"> <Header> <wsse:security> SOAP-Nachricht <wsu:timestamp Id="timestamp"> <wsu:created> t21:20:00z</wsu:created> <wsu:expires> t22:20:00z</wsu:expires> </wsu:timestamp> <wsse:binarysecuritytoken ValueType="wsse:X509v3" Id="Token1">MIICKDCCAZECBEKcSaowDQYJ </wsse:binarysecuritytoken> <ds:signature> <wsse:binarysecuritytoken ValueType="wsse:X509v3" Id="Token2">0mFZ2kQLXDJbchm5gKNHstSf </wsse:binarysecuritytoken> <xenc:encryptedkey> <ds:signedinfo> <EncryptionMethod Algorithm="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#rsa-1_5" /> <ds:keyinfo> <wsse:securitytokenreference> <wsse:reference URI="#Token1" /> <ds:signaturemethod <xenc:encryptedkey> </wsse:securitytokenreference> Algorithm="#rsa-sha1" /> </ds:keyinfo> <EncryptionMethod <xenc:cipherdata>gfl5ielnhstsmowr0nvy6g5ldklfkxly</xenc:cipherdata> <ds:reference URI="#body"> <xenc:referencelist> <xenc:datareference <xenc:encrypteddata URI="#enc" /> Id="enc"> </xenc:referencelist> <ds:keyinfo> </xenc:encryptedkey> <ds:signature> <ds:signedinfo> <wsse:securitytokenreference> <ds:canonicalizationmethod <ds:digestvalue>xjb0lm4bhp1zwib</ds:digestvalue> <xenc:cipherdata> Algorithm="http://www.w3.org/2001/10/xml-c14n#" /> <ds:signaturemethod<wsse:reference Algorithm="#rsa-sha1" /> URI="#X509Token" /> </ds:reference> <ds:reference<xenc:ciphervalue> <wsu:timestamp Id="timestamp"> URI="#body"> <ds:transforms> </wsse:securitytokenreference> <ds:transformd2fpbmdvbgrfe0lm4byv0mfz2kqlxdjbchm5 Algorithm="http://www.w3.org/2001/10/xml-c14n#"> <ds:xpath /> </ds:signedinfo> MIICKDCCAZECBEKcSaowDQYJ </ds:keyinfo> </ds:transform> gknhstsmowr0nvy6g5ldklfkdccazecbekcs </ds:transforms> </wsse:binarysecuritytoken> <xenc:cipherdata> <ds:digestmethod </wsu:timestamp> Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1" /> <ds:digestvalue>xjb0lm4bhp1zwib</ds:digestvalue> gfl5ielnhstsmowr0nvy6g5ldklfkxly </ds:reference> <ds:keyinfo> </xenc:ciphervalue> <ds:reference URI="#timestamp"> <ds:digestmethod </xenc:cipherdata> Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1" /> <wsse:securitytokenreference> <ds:digestvalue>lylsf094hpi4wpu</ds:digestvalue> </xenc:cipherdata> </ds:reference> <xenc:referencelist> </ds:signedinfo> <wsse:reference </xenc:encrypteddata> URI="#X509Token" /> <ds:signaturevalue>hp1zkmfz/2kqlxdjbchm5gk</ds:signaturevalue> <xenc:datareference URI="#enc" /> <ds:keyinfo> </wsse:securitytokenreference> <wsse:securitytokenreference> </xenc:referencelist> </ds:keyinfo> <wsse:reference URI="#Token2" /> </wsse:securitytokenreference> </xenc:encryptedkey> </ds:signature> </ds:keyinfo> </ds:signature> </wsse:security> </Header> <Body <xenc:encrypteddata wsu:id="body"> Id="enc"> <xenc:encryptionmethod Algorithm="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#tripledes-cbc" /> <xenc:cipherdata> <xenc:ciphervalue>d2fpbmdvbgrfe0lm4byv0mfz2kqlxdjbchm5gknhstsmowr0nvy6g5ldklfkdccazecbekcs</xenc:ciphervalue> <Envelope </xenc:cipherdata> xmlns:ns="http://example.com/addservice" xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" > <Body> </xenc:encrypteddata> </Body> <ns:payorder> </Envelope> <ns:orderid>xyz-12345</ns:orderid> </ns:payorder> </Body> </Envelope> <ds:canonicalizationmethod Algorithm="xml-c14n#" /> Algorithm="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#rsa-1_5" /> <ds:digestmethod <xenc:encryptionmethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1" Algorithm="xmlenc#tripledes-cbc" /> /> <wsse:binarysecuritytoken <wsu:created> t21:20:00z</wsu:created> ValueType="wsse:X509v3" Id="X509Token"> <wsu:expires> t22:20:00z</wsu:expires> <ds:signaturevalue>hp1zkmfz/2kqlxdjbchm5gk</ds:signaturevalue>

7 SAX-basierte XML Verarbeitung <Envelope> <Body> <add> <x>12</x> <x>38</x> <x>27</x> </add> </Body> </Envelope> XML Parser begin("envelope") begin("x") content("12") end("x") end("envelope") strombasierte Verarbeitung + konstant geringer Speicherverbrauch aber: keine vollständige Repräsentation im Speicher 6

8 SAX-basierte Verarbeitung Validierungsarchitektur SOAP Message Signature Handler Web Service Description Message Validator SAX Parser Security Component Encryption Handler SOAP Message WS-Security Handler Policy Decision Point Policy Enforcement Point SAX-Ereignisse esax-ereignisse Policy-Ereignisse 7

9 SAX-basierte Verarbeitung Validierungsarchitektur WS-Security Security Policy XML SOAPEncryption Message SAX Parser WS-SecurityPolicy ignature Decision WS-Security Policy Enforement Point Point nnen nen der signierten Elemente Analyse des Security-Headers Security Component der Aufbereitung der esax-ereignisse Signature Encryption Auswertung WS-Security der zu zu Policy-Ereignissen Message Ergebnisse SAX Parser Enforcement Handler Handler Handler Validator der Signaturprüfung und von Verwerfung von Point Policy-invalidert ng ngder Hashwerte zu zu den erten Fragmenten nature>-element Validierung der Entschlüsselung Umgehende Entschlüsselung, Policy Parsing Decision und Point Validierung der entschlüsselten Inhalte Ermöglicht frühes Erkennen bösartiger Inhalte in in verschlüsselten Fragmenten Message Validator SOAP Message der Policy Analyse der Security Policy SAX-Ereignisse der Prüfung anhand der Policy-Ereign esax-ereignisse Policy-Ereignisse 8

10 SAX-basierte Verarbeitung Beispiel SOAP-Nachricht <EncryptedData> <CipherValue> d2fpm4byv0 </CipherValue> </EncryptedData> SAX-Ereignisse startelement("encrypteddata") startelement("ciphervalue") content("d2fpm4byv0") endelement("ciphervalue") endelement("encrypteddata") <payorder> </payorder> 9

11 SAX-basierte Verarbeitung Beispiel SAX-Ereignisse startelement("encrypteddata") startelement("ciphervalue") content("d2fpm4byv0") endelement("ciphervalue") endelement("encrypteddata") esax-ereignisse consumedstartelement("encrypteddata") consumedstartelement("ciphervalue") startelement("payorder") endelement("payorder") consumedendelement("ciphervalue") consumedendelement("encrypteddata") Policy-Ereignisse encryptedreference("x509token","#tripledes-cbc", "/Envelope/Body/payOrder") 10

12 Evaluierung der Schutzwirkung SOAP-Nachricht mit einer Signatur und verschlüsseltem SOAP-Body 2 Testserien: Korrekte Nachrichten Inkorrekte Nachrichten Schemaverletzung innerhalb des verschlüsselten Teils Keine Verletzung der Policy Vergrößerung des verschlüsselten Teils in jedem Testschritt 11

13 Laufzeit Obere Schranke konstanter Speicherverbrauch (9 MB) Untere Schranke 12

14 Zusammenfassung SAX-basiertes Verarbeitungsmodel erweiterte Nachrichtenvalidierung: Verarbeitung von WS-Security Validierung gegen WS-SecurityPolicy Mögliche Erweiterung: effiziente Zuordnung Sicherheitselemente in der SOAP- Nachricht zu den Token Assertions in WS-SecurityPolicy Integration einer Zugriffskontrolle 13

15 SAX-basierte Validierung von WS-Security-angereicherten SOAP- Nachrichten gegen eine Security Policy Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Ralph Herkenhöner Arbeitsgruppe Kommunikationssysteme Institut für Informatik Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Spring 2007, Dortmund, 25. Juli 2007

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