高级软件工程师
2004 年 8 月
本文将首先简单介绍Web 服务安全性相关技术和开发工具，然后介绍了使用WSSecurity工具SOAP消息进行签名和验证的方法；接下来深入讨论了使用现成的WS-Security工具，结合Handler模型开发一个axis下实现WS-Security的通用应用框架。
本文是J2EE Web服务开发系列文章的第十三篇，本文将首先简单介绍Web 服务安全性相关技术和开发工具，然后介绍了使用WSSecurity工具SOAP消息进行签名和验证的方法；接下来深入讨论了使用现成的WS-Security工具，结合Handler模型开发一个axis下实现WS-Security的通用应用框架。
阅读本文前您需要以下的知识和工具：
- Apache axis1.1，并且会初步使用；
- Tomcat 5.0.16以上, 并且会初步使用；
- SOAP消息（SOAP Message）编程知识；
- Java安全编程基础知识；
- JAX-RPC编程基础知识；
- Servlet的开发经验；
- Sun提供的JAX-RPC参考实现（jaxrpc-impl.jar，在J2EESDK1.4或者JWSDP1.4中可找到）；
- 一个JSSE安全提供者（如ISNetworks）；
- Trust Services Integration Kit，可在http://www.xmltrustcenter.org上获得。
本文的参考资料见 参考资料。
本文的全部代码在这里 下载。
Web 服务安全性相关技术和开发工具
Web 服务安全性规范是一套可以帮助 Web 服务开发者保证 SOAP 消息交换的安全的机制。WS-Security 特别描述了对现有的 SOAP 消息传递的增强，从而通过对 SOAP 消息应用消息完整性、消息机密性和单消息认证提供了保护级别。这些基本机制可以通过各种方式联合，以适应构建使用多种加密技术的多种安全性模型。
围绕Web服务的安全，有很多相关的技术，比如WS-Security，WS-Trace等，另外，还有以下相关技术：
- XML Digital Signature（XML数字签名）
- XML Encryption （XML加密）
- XKMS (XML Key Management Specification)
- XACML (eXtensible Access Control Markup Language)
- SAML (Secure Assertion Markup Language)
- ebXML Message Service Security
- Identity Management & Liberty Project
由于本文是一个实例性文章，故不对WS-Security做详细的探讨，你可以在develperWorks Web 服务安全专题找到许多相关资料（见参考资料）。
Trust Services Integration Kit提供了一个WS-Security实现。你可以从http://www.xmltrustcenter.org获得相关库文件，分别是wssecurity.jar和tsik.jar。wssecurity.jar中包含一个WSSecurity类，可以使用它来对XML进行数字签名和验证，加密与解密。
下面我们使用WS-Security来对SOAP消息进行数字签名，然后再进行验证。
SOAP消息的签名和验证
使用WSSecurity对SOAP消息数字签名
在对SOAP消息进行签名前，首先生成一个keystore。keystore包含了进行数字签名所需要的身份信息。通过以下批处理脚本来创建keystore：
例程1 创建keystore（server.keystore）
set SERVER_DN="CN=hellking-Server, OU=huayuan, O=huayuan, L=BEIJINGC, S=BEIJING, C=CN"
set KS_PASS=-storepass changeit
set KS_TYPE=-storetype JKS
set KEYINFO=-keyalg RSA
#生成服务器端keystore。
keytool -genkey -dname %SERVER_DN% %KS_PASS% %KS_TYPE% -keystore
server.keystore %KEYINFO% -keypass changeit
|
SignAndVerifySoap类中包含了一个对XML进行签名的方法，它就是sign（），这个方法将对SOAP消息进行签名，然后输出和WS-Security兼容的SOAP消息。下面我们看具体代码。
例程2 对SOAP消息签名
package com.hellking.study.webservice;
import com.verisign.messaging.WSSecurity;
...
public class SignAndVerifySoap {
final String KEY_STORE = "server.keystore";
final String SOTE_PASS = "changeit";
final String KEY_ALIAS="mykey";
final String TARGET_FILE="signed.xml";//签名后的SOAP消息
final String SOURE_FILE="source.xml";//签名前的SOAP消息
final String KEY_TYPE="JKS";
/**
*对xml进行签名
*/
public void sign()
{
try
{
System.out.println("开始对SOAP消息进行签名，使用的密匙库：" + KEY_STORE + "\n");
// 获得私有key和相关证书，请参考JAVA安全编程相关书籍
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(KEY_STORE);
System.out.println(java.security.KeyStore.getDefaultType());
java.security.KeyStore store = java.security.KeyStore.getInstance(KEY_TYPE);
store.load(fileInputStream, SOTE_PASS.toCharArray());
PrivateKey key = (PrivateKey)store.getKey(KEY_ALIAS, SOTE_PASS.toCharArray());
X509Certificate certification = (X509Certificate)store.getCertificate(KEY_ALIAS);
// 读取XML源文件到文档中
Document source = readFile(SOURE_FILE);
SigningKey signingKey = SigningKeyFactory.makeSigningKey(key);
KeyInfo keyInfo = new KeyInfo();
keyInfo.setCertificate(certification);
WSSecurity wsSecurity = new WSSecurity();
wsSecurity.setPreferredNamespace("http://schemas.xmlsoap.org/ws/2003/06/secext");
//对SOAP消息进行签名
wsSecurity.sign(source, signingKey, keyInfo);
// 保存签名后的SOAP消息
writeFile(source, new FileOutputStream(TARGET_FILE));
System.out.println("把签名后的文件写入： " + TARGET_FILE + "，请查看结果！");
}
catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
|
在执行此程序前，请把wssecurity.jar、source.xml和tsik.jar设置到类路径环境变量中。签名前的SOAP为：
例程3 签名前的SOAP消息（source.xml）
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<soapenv:Envelope
xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
<soapenv:Body>
<ns1:getTax soapenv:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
xmlns:ns1="http://hellking.webservices.com/">
<op1 xsi:type="xsd:double">5000.0</op1>
</ns1:getTax>
</soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>
|
签名后的SOAP消息如例程4所示。
例程4 签名后的SOAP消息（signed.xml）
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
<soapenv:Header>
<wsse:Security xmlns:wsse="http://schemas.xmlsoap.org/ws/2003/06/secext">
<wsse:BinarySecurityToken EncodingType="wsse:Base64Binary"
ValueType="wsse:X509v3" wsu:Id="wsse-ee805a80-cd95-11d8-9cf9-fd6213c0f8be"
xmlns:wsu="http://schemas.xmlsoap.org/ws/2003/06/utility">MIICUjCCAbsCBEDB0GIwDQYJKoZIhvcNAQE…VkTkPw==
</wsse:BinarySecurityToken>
<ds:Signature xmlns:ds="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#">
<ds:SignedInfo>
<ds:CanonicalizationMethod Algorithm="http://www.w3.org/2001/10/xml-exc-c14n#"/>
<ds:SignatureMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#rsa-sha1"/>
<ds:Reference URI="#wsse-ee5308f0-cd95-11d8-9cf9-fd6213c0f8be">
<ds:Transforms><ds:Transform Algorithm="http://www.w3.org/2001/10/xml-exc-c14n#"/>
</ds:Transforms><ds:DigestMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1"/>
<ds:DigestValue>ZjRVnI2g7kcX0h9r4JtiltpYQPA=</ds:DigestValue></ds:Reference>
<ds:Reference URI="#wsse-ee4e4e00-cd95-11d8-9cf9-fd6213c0f8be">
<ds:Transforms><ds:Transform Algorithm="http://www.w3.org/2001/10/xml-exc-c14n#"/>
</ds:Transforms><ds:DigestMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1"/>
<ds:DigestValue>moZ0d+8mH1kfNw0VEK39V0Td9EM=</ds:DigestValue>
</ds:Reference>
</ds:SignedInfo>
<ds:SignatureValue>fPpYrf0uNP8W2XVVIQNc3OQt2Wn90M/0uJ0dDZTNRR0NxBBBX36wSXt7NfI5Fmh4ru44Wk34EGI7mqMAE5O0
/wtIlFRJt3zAvA6k3nhgcYj6tn/9kZwwxh1RkFTfTX9xdQ6Xn+P6m+YBm1YEEcTWkJd7XcxdyDEns2kYOhONx1U=
</ds:SignatureValue>
<ds:KeyInfo><wsse:SecurityTokenReference>
<wsse:Reference URI="#wsse-ee805a80-cd95-11d8-9cf9-fd6213c0f8be"/>
</wsse:SecurityTokenReference>
</ds:KeyInfo>
</ds:Signature></wsse:Security>
<wsu:Timestamp xmlns:wsu="http://schemas.xmlsoap.org/ws/2003/06/utility">
<wsu:Created wsu:Id="wsse-ee4e4e00-cd95-11d8-9cf9-fd6213c0f8be">2004-07-04T08:41:23Z</wsu:Created>
</wsu:Timestamp></soapenv:Header>
<soapenv:Body wsu:Id="wsse-ee5308f0-cd95-11d8-9cf9-fd6213c0f8be"
xmlns:wsu="http://schemas.xmlsoap.org/ws/2003/06/utility">
<ns1:getTax soapenv:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
xmlns:ns1="http://hellking.webservices.com/">
<op1 xsi:type="xsd:double">5000.0</op1>
</ns1:getTax>
</soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>
|
签名后的SOAP消息中，头部包含了签名信息以及验证SOAP消息所需要的key。<SignedInfo> </SignedInfo> 描述了已签署的消息内容。<SignatureMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#rsa-sha1"/> 指出了签名算法（Signature Method Algorithm）。这个算法被用来将规范算法的输出转换成签名值（Signature Value）。Key Info 元素包含的部分就是数字证书本身。
对签名的SOAP消息进行验证
对SOAP消息进行验证就是使用keystore的信息生成TrustVerifier对象，然后调用WSSecurity的verify方法进行验证。
例程5 验证签名后的SOAP消息
/**
*验证已经签名的SOAP消息
*/
public void verify()
{
try
{
System.out.println("开始检验SOAP消息，使用的密匙库：" + KEY_STORE + "\n");
// 获得私有key和相关证书，请参考JAVA安全编程相关书籍
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(KEY_STORE);
java.security.KeyStore store = java.security.KeyStore.getInstance(KEY_TYPE);
store.load(fileInputStream, SOTE_PASS.toCharArray());
// 读取XML源文件到文档中
Document source = readFile(TARGET_FILE);
org.xmltrustcenter.verifier.TrustVerifier verifier =
new org.xmltrustcenter.verifier.X509TrustVerifier(store);
WSSecurity wsSecurity = new WSSecurity();
com.verisign.messaging.MessageValidity[] resa =
wsSecurity.verify(source,verifier,null,null);
System.out.println("检验结果：");
for (int len = 0; len < resa.length; len++){
System.out.println("result[" + len + "] = " + (resa[len].isValid()?"验证通过":"验证不通过"));
}
}
catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
|
执行SignAndVerifySoap的verify方法，可以看到类似以下的结果。
图1 对SOAP消息进行验证
在AXIS下实现WS-Security的应用框架
待开发的应用开发框架基于Handler实现，将达到以下目标：此框架基于JAX-RPC环境下实现WS-Security应用，它可以部署到任何需要实现WS-Security的axis环境下的Web服务应用中，同时具体的应用程序不做任何编码修改。
由于此基于Handler实现，我们有必要回顾一下Handler的一些基础知识。
SOAP消息Handler能够访问代表RPC请求或者响应的SOAP消息。在JAX-RPC技术中，SOAP消息Handler可以部署在服务端，也可以在客户端使用。
SOAP消息Handler非常像Servlet技术中的Filter，它们共同的特点是请求发送到目标前，Handler/Filter可以截取这些请求，并对请求做一些处理，从而达到一些辅助的功能。多个Handler可以组成一个Handler链，链上的每个Handler都完成某个特定的任务。比如有的Handler进行权限验证，有的Handler进行日志处理等。关于Handler更详细的介绍，请参考本系列文章《 J2EE Web服务开发系列之六: 使用Handler来增强Web服务的功能》。
实现原理
图2是此例子具体实现原理图。
图2 Handler结合WSSecurity实现Web服务安全的工作原理
处理流程如下：
1、 客户端（WSSClient）发出调用Web服务请求；
2、 客户端Handler（WSSecurityClientHandler）截获请求的SOAP消息；
3、 客户端Handler对截获的SOAP消息进行数字签名（使用client.keystore作为签名依据）；
4、 客户端Handler对签名后的SOAP消息进行加密（使用RSA算法加密）；
5、 被加密的SOAP消息通过互联网传送到目标Web服务端口；
6、 服务器端Handler（WSSecurityServerHandler）截获加密的SOAP消息；
7、 服务器端Handler对加密的SOAP消息进行解密；
8、 服务器端Handler对SOAP消息进行身份验证（server.truststore包含了所信任的身份信息），如果验证不通过，将抛出异常；
9、 服务器端Handler删除被解密后的SOAP消息中与WS-Security相关的元素；
10、 解密后的原始SOAP消息被发送到目标Web服务端口（如TaxService）；
11、 目标Web服务对Web服务请求进行处理，然后返回响应的SOAP消息；
12、 服务器端Handler截获响应的SOAP消息；
13、 服务器端Handler对截获的SOAP消息进行数字签名（使用server.keystore作为签名依据）；
14、 服务器端Handler对签名后的SOAP消息进行加密（使用RSA算法加密）；
15、 被加密的SOAP消息通过互联网传送到目客户端；
16、 客户端Handler截获加密的SOAP消息；
17、 客户端Handler对加密的SOAP消息进行解密；
18、 客户端Handler对SOAP消息进行身份验证（client.truststore包含了所信任的身份信息），如果验证不通过，将抛出异常；
19、 客户端Handler删除被解密后的SOAP消息中与WS-Security相关的元素；
20、 被解密后的SOAP消息发送到目标客户端，客户端输出调用结果。
从上面可以看出，在一个SOAP调用回合中，要对SOAP消息进行四次处理。基本上都是"签名'加密'解密'验证"的过程。
创建相关密匙库
客户端和服务端都有相关的密匙库，其中：
- client.keystore：客户端自身的身份信息；
- client.truststore：客户端所信任的身份信息，在此例中也就是包含了服务器的身份信息；
- server.keystore：服务器自身的身份信息；
- server.truststore：服务器所信任的身份信息（即客户端身份信息）。
你可以使用以下的批处理脚本创建上面四个密匙库。
例程6 创建相关密匙库（gen-cer-store.bat）
set SERVER_DN="CN=hellking-Server, OU=huayuan, O=huayuan, L=BEIJINGC, S=BEIJING, C=CN"
set CLIENT_DN="CN=hellking-Client, OU=tsinghua, O=tsinghua, L=BEIJING, S=BEIJING, C=CN"
set KS_PASS=-storepass changeit
set KEYINFO=-keyalg RSA
#生成server.keystore。
keytool -genkey -dname %SERVER_DN% %KS_PASS% -keystore server.keystore %KEYINFO% -keypass changeit
#从server.keystore导出数字证书。
keytool -export -file test_axis.cer %KS_PASS% -keystore server.keystore
#从服务器的数字证书导出到客户端信任的truststore中。
keytool -import -file test_axis.cer %KS_PASS% -keystore client.truststore -alias serverkey -noprompt
#生成client.keystore。
keytool -genkey -dname %CLIENT_DN% %KS_PASS% -keystore client.keystore %KEYINFO% -keypass changeit
#从client.keystore导出数字证书。
keytool -export -file test_axis.cer %KS_PASS% -keystore client.keystore
#从客户端的数字证书导出到服务器信任的truststore中。
keytool -import -file test_axis.cer %KS_PASS% -keystore server.truststore -alias clientkey -noprompt
#end
|
签名、加密、解密、身份验证的实现
对SOAP消息的签名、加密、解密、身份验证都放在一个名为WSSHelper的类中进行。
例程7 签名、加密、解密、身份验证功能的实现――WSSHelper.java
package com.hellking.study.webservice;
import com.verisign.messaging.WSSecurity;
...
public class WSSHelper {
static String PROVIDER="ISNetworks";//JSSE安全提供者。
//添加JSSE安全提供者，你也可以使用其它安全提供者。只要支持DESede算法。
static
{
java.security.Security.addProvider(new com.isnetworks.provider.jce.ISNetworksProvider());
}
/**
*对XML文档进行数字签名。
*/
public static void sign(Document doc, String keystore, String storetype,
String storepass, String alias, String keypass) throws Exception {
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(keystore);
java.security.KeyStore keyStore = java.security.KeyStore.getInstance(storetype);
keyStore.load(fileInputStream, storepass.toCharArray());
PrivateKey key = (PrivateKey)keyStore.getKey(alias, keypass.toCharArray());
X509Certificate cert = (X509Certificate)keyStore.getCertificate(alias);
SigningKey sk = SigningKeyFactory.makeSigningKey(key);
KeyInfo ki = new KeyInfo();
ki.setCertificate(cert);
WSSecurity wSSecurity = new WSSecurity();
wSSecurity.sign(doc, sk, ki);//签名。
}
/**
*对XML文档进行身份验证。
*/
public static boolean verify(Document doc, String keystore, String storetype,
String storepass) throws Exception {
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(keystore);
java.security.KeyStore keyStore = java.security.KeyStore.getInstance(storetype);
keyStore.load(fileInputStream, storepass.toCharArray());
TrustVerifier verifier = new X509TrustVerifier(keyStore);
WSSecurity wSSecurity = new WSSecurity();
MessageValidity[] resa = wSSecurity.verify(doc, verifier, null,null);
if (resa.length > 0)
return resa[0].isValid();
return false;
}
/**
*对XML文档进行加密。必须有JSSE提供者才能加密。
*/
public static void encrypt(Document doc, String keystore, String storetype,
String storepass, String alias) throws Exception {
try
{
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(keystore);
java.security.KeyStore keyStore = java.security.KeyStore.getInstance(storetype);
keyStore.load(fileInputStream, storepass.toCharArray());
X509Certificate cert = (X509Certificate)keyStore.getCertificate(alias);
PublicKey pubk = cert.getPublicKey();
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DESede",PROVIDER);
keyGenerator.init(168, new SecureRandom());
SecretKey key = keyGenerator.generateKey();
KeyInfo ki = new KeyInfo();
ki.setCertificate(cert);
WSSecurity wSSecurity = new WSSecurity();
//加密。
wSSecurity.encrypt(doc, key, AlgorithmType.TRIPLEDES, pubk, AlgorithmType.RSA1_5, ki);
}
catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
/**
*对文档进行解密。
*/
public static void decrypt(Document doc, String keystore, String storetype,
String storepass, String alias, String keypass) throws Exception {
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(keystore);
java.security.KeyStore keyStore = java.security.KeyStore.getInstance(storetype);
keyStore.load(fileInputStream, storepass.toCharArray());
PrivateKey prvk2 = (PrivateKey)keyStore.getKey(alias, keypass.toCharArray());
WSSecurity wSSecurity = new WSSecurity();
//解密。
wSSecurity.decrypt(doc, prvk2, null);
WsUtils.removeEncryptedKey(doc);//从 WS-Security Header中删除 EncryptedKey 元素
}
public static void removeWSSElements(Document doc) throws Exception {
WsUtils.removeWSSElements(doc);// 删除WSS相关的元素。
}
}
|
WSSHelper类中使用了ISNetworks安全提供者，ISNetworks实现了RSA加密、解密算法。当然，你也可以使用其它的安全提供者，并且可以使用不同的加密算法。可以从网络上下载ISNetworks相关包。
WSSHelper中包含了一个WsUtils类，它的功能就是从加密后的SOAP消息中删除一些WS-Security元素，删除这些元素后的SOAP消息才能被最终的客户端或者Web服务端处理。
服务器端Handler开发
当请求到达后，服务端Handler调用handleRequest方法，执行如下过程：对请求SOAP消息解密'身份验证'删除WSS元素'把Document转换成SOAP消息。 Web服务端点对请求做出响应后，将调用handleResponse方法，执行如下过程：对响应的SOAP消息进行数字签名'加密'把Document转换成SOAP消息。
例程8 服务器端Handler（WSSecurityServerHandler.java）
package com.hellking.study.webservice;
...
//服务器端Handler
public class WSSecurityServerHandler implements Handler
{
//密匙库相关信息
private String keyStoreFile = null;
private String keyStoreType = "JKS";
。。。
public WSSecurityServerHandler()
{
System.out.println("服务端Handler：构造方法");
}
/**
*处理请求
*流程：解密-->身份验证-->删除WSS元素'把Document转换成SOAP消息。
*/
public boolean handleRequest(MessageContext messageContext) {
System.out.println("开始处理请求。。。");
if (messageContext instanceof SOAPMessageContext){
try {
SOAPMessageContext soapMessageContext = (SOAPMessageContext)messageContext;
SOAPMessage soapMessage = soapMessageContext.getMessage();
soapMessage.writeTo(System.out);
Document doc = MessageConveter.convertSoapMessageToDocument(soapMessage);
//解密
WSSHelper.decrypt(doc, keyStoreFile, keyStoreType,
keyStorePassword, keyAlias, keyEntryPassword);
//身份验证
WSSHelper.verify(doc, trustStoreFile, trustStoreType, trustStorePassword);
//删除WSS元素
WSSHelper.removeWSSElements(doc);
soapMessage = MessageConveter.convertDocumentToSOAPMessage(doc);
soapMessageContext.setMessage(soapMessage);
} catch (Exception e){
System.err.println("在处理请求时发生了异常： " + e);
e.printStackTrace();
return false;
}
} else {
System.out.println("MessageContext是以下类的实例： " + messageContext.getClass());
}
System.out.println("处理请求完毕！");
return true;
}
/**
*处理响应
*流程：数字签名-->加密-->把Document转换成SOAP消息。
*/
public boolean handleResponse(MessageContext messageContext) {
System.out.println("开始处理Web服务响应。。。");
if (messageContext instanceof SOAPMessageContext){
try {
SOAPMessageContext soapMessageContext = (SOAPMessageContext)messageContext;
SOAPMessage soapMessage = soapMessageContext.getMessage();
Document doc = MessageConveter.convertSoapMessageToDocument(soapMessage);
WSSHelper.sign(doc, keyStoreFile, keyStoreType,
keyStorePassword, keyAlias, keyEntryPassword);
WSSHelper.encrypt(doc, trustStoreFile, trustStoreType,
trustStorePassword, certAlias);
soapMessage = MessageConveter.convertDocumentToSOAPMessage(doc);
soapMessageContext.setMessage(soapMessage);
} catch (Exception e){
System.err.println("在处理响应时发生以下错误： " + e);
e.printStackTrace();
return false;
}
}
System.out.println("处理响应完毕！");
return true;
}
/**
*初始化，主要是初始化一些相关参数。
*/
public void init(HandlerInfo config) {
System.out.println("WSSecurityServerHandler初始化");
Object param = "";
Map configs = config.getHandlerConfig();
keyStoreFile = (String)configs.get("keyStoreFile");
trustStoreFile = (String)configs.get("trustStoreFile");
…//其它参数初始化
}
…
}
|
客户端Handler开发
客户端Handler可以是任何JAX-RPC兼容的Handler处理器。比如AXIS Handler实现或者SUN 提供的JAX-RPC Handler参考实现。这里使用后者来作为客户端Handler处理器。
客户端Handler和服务器端Handler原理一样，但处理过程完全相反。
例程9 客户端Handler（WSSecurityClientHandler.java）
package com.hellking.study.webservice;
…
//客户端Handler
public class WSSecurityClientHandler implements Handler
{
//密匙库相关信息
...
/**
*处理请求
*流程：数字签名-->加密-->把Document转换成SOAP消息。
*/
public boolean handleRequest(MessageContext messageContext) {
System.out.println("开始处理请求。。。");
…
WSSHelper.sign(doc, keyStoreFile, keyStoreType,
keyStorePassword, keyAlias, keyEntryPassword);
WSSHelper.encrypt(doc, trustStoreFile, trustStoreType,
trustStorePassword, certAlias);
soapMessage = MessageConveter.convertDocumentToSOAPMessage(doc);
soapMessageContext.setMessage(soapMessage);
…
System.out.println("处理请求完毕！");
return true;
}
/**
*处理响应
*流程：解密-->身份验证-->删除WSS元素'把Document转换成SOAP消息。
*/
public boolean handleResponse(MessageContext messageContext) {
System.out.println("开始处理Web服务响应。。。");
…
WSSHelper.decrypt(doc, keyStoreFile, keyStoreType,
keyStorePassword, keyAlias, keyEntryPassword);
WSSHelper.verify(doc, trustStoreFile, trustStoreType, trustStorePassword);
WSSHelper.removeWSSElements(doc);
soapMessage = MessageConveter.convertDocumentToSOAPMessage(doc);
System.out.println("the final message is:");
soapMessage.writeTo(System.out);
soapMessageContext.setMessage(soapMessage);
…
System.out.println("处理响应完毕！");
return true;
}
/**
*初始化，主要是初始化一些相关参数。
*/
public void init(HandlerInfo config) {
…
}
…
}
|
部署服务器端Handler
为了使用Handler，需要在Web服务部署描述符中指定使用此Handler。Handler包含的初始化参数也在此描述，如例程10所示。
例程10 服务器端Handler部署代码
<service name="PersonalTaxServicePort" provider="java:RPC">
<parameter name="allowedMethods" value="*"/>
<parameter name="className" value="/blog/com.hellking.study.webservice.PersonalTaxService"/>
<parameter name="wsdlTargetNamespace" value="http://hellking.webservices.com/"/>
<parameter name="wsdlServiceElement" value="PersonalTaxService"/>
<parameter name="wsdlServicePort" value="PersonalTaxServicePort"/>
<parameter name="wsdlPortType" value="PersonalTaxService"/>
<requestFlow>
<handler type="java:org.apache.axis.handlers.JAXRPCHandler">
<parameter name="scope" value="session"/>
<parameter name="className"
value="/blog/com.hellking.study.webservice.WSSecurityServerHandler"/>
<parameter name="keyStoreFile"
value="/blog/K:\\jakarta-tomcat-5.0.16\\server.keystore"/>
<parameter name="trustStoreFile"
value="/blog/K:\\jakarta-tomcat-5.0.16\\server.truststore"/>
<parameter name="certAlias" value="clientkey"/>
</handler>
</requestFlow>
<responseFlow>
<handler type="java:org.apache.axis.handlers.JAXRPCHandler">
<parameter name="scope" value="session"/>
<parameter name="className"
value="/blog/com.hellking.study.webservice.WSSecurityServerHandler"/>
<parameter name="keyStoreFile"
value="/blog/K:\\jakarta-tomcat-5.0.16\\server.keystore"/>
<parameter name="trustStoreFile"
value="/blog/K:\\jakarta-tomcat-5.0.16\\server.truststore"/>
<parameter name="certAlias" value="clientkey"/>
</handler>
</responseFlow>
</service>
|
requestFlow表示Web服务PersonalTaxServicePort的请求处理Handler链。这里只有一个Handler，就是WSSecurityServerHandler。当Web服务请求到达PersonalTaxServicePort时，WSSecurityServerHandler的handleRequest方法将被自动调用。
注意：部署时，请改变Handler相关参数以和目标的Web服务一致，比如trustStoreFile的路径等。
调用测试
这里采用代理的方式来调用Web服务，先编写一个Web服务接口。
例程11 TaxServiceInterface
package com.hellking.study.webservice;
…
/**
*个人所得税Web服务。
*/
public interface TaxServiceInterface extends Remote
{
public double getTax(double salary)throws java.rmi.RemoteException;
}
|
WSSClient客户端程序是通过代理的方式来访问Web服务的。由于要使用Handler，所以在访问前通过registerHandlers（）方法注册了WSSecurityClientHandler，并且初始化了WSSecurityClientHandler的相关参数。当然，JAX-RPC"参考实现"还支持在Web服务客户端配置文件中描述Handler信息，这样就不需要在客户端代码中对Handler进行注册了，你可以参考相关文档。
例程12 测试客户端程序（WSSClient）
package com.hellking.study.webservice;
...
/**
*调用需要验证的Web服务
*/
public class WSSClient
{
static final double salary=5000;
public static void main(String [] args)
{
try {
//服务端的url，需要根据情况更改。
String endpointURL = "http://localhost:8080/axis/services/PersonalTaxServicePort";
String wsdlURL=endpointURL+"?wsdl";
java.net.URL targetURL= new java.net.url(/blog/wsdlURL);
String nameSpaceUri = "http://hellking.webservices.com/";
String svcName = "PersonalTaxService";
String portName = "PersonalTaxServicePort";
ServiceFactory svcFactory = ServiceFactory.newInstance();
Service svc = svcFactory.createService(targetURL, new QName(nameSpaceUri, svcName));
//cfg表示客户端的配置信息。
java.util.HashMap cfg = new java.util.HashMap();
cfg.put("keyStoreFile", "client.keystore");
cfg.put("trustStoreFile", "client.truststore");
cfg.put("certAlias", "changeit");
Class hdlrClass = com.hellking.study.webservice.WSSecurityClientHandler.class;
java.util.List list = svc.getHandlerRegistry().
getHandlerChain(new QName(nameSpaceUri, portName));
list.add(new javax.xml.rpc.handler.HandlerInfo(hdlrClass, cfg, null));
registerHandlers (svc);
TaxServiceInterface myProxy =
( TaxServiceInterface) svc.getPort(new QName(nameSpaceUri, portName),
TaxServiceInterface.class);
double ret=myProxy.getTax(5000);
System.out.println("使用HTTP协议来作为Web服务的传输协议！");
System.out.println("已经成功调用。请参看服务端的输出!");
System.out.println("输入工资"+salary+"元，应交个人所得税："+ret);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
//注册Handler
private static void registerHandlers ( Service service )
throws javax.xml.rpc.ServiceException {
java.util.HashMap cfg = new java.util.HashMap();
cfg.put("keyStoreFile", "client.keystore");
cfg.put("trustStoreFile", "client.truststore");
cfg.put("certAlias", "changeit");
/*
* 封装客户端Handler到HandlerInfo 中，然后添加到Handler链中。
*/
javax.xml.rpc.handler.HandlerInfo info = new javax.xml.rpc.handler.HandlerInfo
(com.hellking.study.webservice.WSSecurityClientHandler.class, cfg, null );
java.util.ArrayList handlerList = new java.util.ArrayList();
handlerList.add(info);
/*
* 获得Handler注册
*/
javax.xml.rpc.handler.HandlerRegistry handlerRegistry = service.getHandlerRegistry();
/*
* 把Handler添加到所有的port中。
*/
java.util.Iterator portIterator = service.getPorts();
while ( portIterator.hasNext()) {
Object obj=portIterator.next();
QName portName = (QName) obj;
handlerRegistry.setHandlerChain(portName, handlerList);
}
}
}
|
注意：由于客户端使用了SUN公司提供的"JAX-RPC参考实现"，所以必须把jaxrpc-impl.jar包设置在CLASSPATH环境变量中，并且不要把axis.jar设置在客户端CLASSPATH环境变量，否则会出现ClassCastException异常。这是因为axis也是JAX-RPC的实现，如果它在CLASSPATH环境变量中，当调用：
ServiceFactory svcFactory = ServiceFactory.newInstance()方法时，就可能初始化一个axis的ServiceFactory 实现。
本文源代码中client目录下wss-client.bat文件包含了执行WSSClient脚本，修改了部分环境变量参数后，才能执行。
总结
本文和上一篇文章介绍了几种不同实现Web服务安全的方法，你可以根据具体应用对安全的要求级别采用不同的方式。对于安全级别要求不高的应用，可以采用在Web服务器上使用基本认证、使用Axis的Handler或者使用Servlet过滤器来实现访问控制；对于安全要求高的应用，可以采用本篇介绍开发的"axis下实现WS-Security的通用应用框架"来实现安全性。