No artigo anterior, falamos um pouco sobre os problemas conhecidos quando lidamos com a autenticação e autorização em uma aplicação, e no final dele, falei superficialmente sobre os produtos que a Microsoft tem desenvolvido para tornar a utilização do modelo baseado em claims mais simples. A partir de agora, vamos analisar os elementos que compõem o sistema de identidade, analisando o fluxo e alguns conceitos que circundam este modelo, e que é independente de tecnologia.

Tudo o que veremos a seguir é conhecido como Identity MetaSystem, que consiste em uma infraestrutura que abstrai todas as operações necessárias para promover tudo o que é preciso para suportar identidades em cima da internet, fornecendo uma arquitetura interoperável, que permite as mais variadas plataformas implementar e dar suporte à este modelo. Existem três grandes elementos que fazem parte dele, e que são responsáveis pela propagação das identidades, a saber:

• Identity Providers: É o responsável pela validação e emissão de tokens, que são fornecidos para alguém, contendo um conjunto de claims.
• Relying Parties: A aplicação que recebe e usa esses tokens que são emitidos por algum Identity Provider.
• Subjects: É alguma coisa ou alguém que possui uma identidade digital (e suas claims), e que na maioria das vezes, representará um usuário.

Cada produto desenvolvido pela Microsoft tem como alvo um dos elementos acima, sendo o ADFS 2.0 uma espécie de identity provider; já o Cardspace permite o gerenciamento das identidades de um subject e, finalmente, o WIF ajuda na construção de aplicações que recebem esses tokens. Como dito anteriormente, todos esses elementos seguem padrões de mercado, e que são rigidamente gerenciados por órgãos independentes. Os protocolos que são utilizados para troca de informações foram desenhados para cruzar limites, que antes deles, eram invioláveis (plataforma e firewalls).

Outro elemento importante que faz parte deste modelo é o Security Token Service (STS). Como o próprio nome diz, trata-se de um serviço que está dentro de um identity provider, e que é responsável por emitir e empacotar as claims que são geradas para alguém, seguindo alguns padrões de mercado que analisaremos mais tarde, ainda neste artigo.

Há algumas técnicas que podem ser utilizadas para criar ambientes baseados em claims. Por exemplo, aplicações web e serviços SOAP (WCF) podem ser considerados relying parties, pois podem fazer uso de claims fornecidas por algum identity provider em nome de alguém. Já o navegador (browser) e aplicações Smart Client, são consideradas os subjects, já que são os responsáveis por gerenciar o fluxo do processo de autenticação, que direta ou indiretamente, irão direcionar o usuário para efetuar a sua autenticação no identity provider em que a aplicação confia.

Quando utilizamos este novo modelo, temos dois ambientes, onde cada um deles trabalha de forma ligeiramente diferente. Esses ambientes são conhecidos como ambiente passivo e ativo. A partir daqui, vamos analisar cada um desses ambientes, tentando abordar como esse modelo trata cada um deles, sem abordar as tecnologias que estão envolvidas. Para ilustrar melhor como cada um deles funciona, vamos analisar a imagem abaixo:

No ambiente passivo, o subject é o browser, enquanto a relying party é uma aplicação web. Quando um usuário requisita uma página que está protegida (1), a aplicação faz essa verificação e nota que o usuário não está autenticado. Com isso, a aplicação redireciona o usuário para o identity provider em que ela confia (2). Este, por sua vez, faz a autenticação do usuário. Aqui não importa o modelo de autenticação que é utilizado (Windows, UserNames, certificados, etc.). Depois de devidamente autenticado, o identity provider retorna o token correspondente aquele usuário (3), que a partir de agora, enviará esse token para todas as requisições subsequentes (4). Como a verificação da existência do token acontece em todas as requisições, uma vez que o usuário estiver autenticado, ele não será mais redirecionado para o identity provider.

Já no ambiente ativo, o fluxo muda um pouco. Neste cenário, o subject é uma aplicação Smart Client, enquanto a relying party é um serviço SOAP (WCF). O primeiro passo passa a ser a autenticação no respectivo identity provider (1), que uma vez autenticado, um token é emitido para aquele usuário (2). Com isso, todas as requisições irão embutir em seus respectivos headers, o token deste usuário (3). Como a relying party também conhece e confia naquele mesmo identity provider, então o acesso às operações do serviço será garantido.

É importante dizer que no ambiente ativo, o processo acaba sendo mais rápido quando comparado com o ambiente passivo, pois o cliente não precisa visitar o serviço para saber qual é o identity provider que o mesmo utiliza. Isso já aconteceu durante a referência do serviço na aplicação Smart Client, que traz, além da descrição do serviço em si, informações inerentes ao identity provider em que o serviço confia.

Identity Federation

O que vimos acima consiste nos cenários onde todos os participantes estão dentro de um mesmo domínio. Mas um dos principais cenários que este modelo atende, é justamente quando temos os participantes do sistema separados, em domínios diferentes. Da mesma forma que vimos anteriormente, a aplicação ou serviço também poderá aceitar claims que são emitidas por outros identity providers, que estão além do seu domínio, mas que indiretamente há uma relação de confiança estabelecida entre eles. A possibilidade de integração entre os dois domínios também é conhecida como Identity Federation.

Utilizar esta técnica, facilitará muito a possibilidade de SSO (Single Sign-On), que é a possibilidade de se autenticar uma única vez, e reutilizar aquela mesma credencial por todas as aplicações e serviços (relying parties) que aquele usuário utiliza, mesmo que essas aplicações estejam hospedadas nos servidores dos parceiros da nossa empresa. Outro grande ponto positivo desta opção, é que se o usuário não fizer mais parte da minha empresa, tudo o que eu preciso fazer, é remover/desabilitar a sua respectiva conta no meu domínio e, consequentemente, ele não terá mais acesso aos parceiros, já que os parceiros somente confiam em usuários que possuem os tokens emitidos por mim.

Da mesma forma que vimos acima, “cenários federados” também suportam os ambientes passivo e ativo, com mudanças simples no fluxo das informações. E para clarear como o fluxo ocorrerá, vamos utilizar imagens para ilustrar, começando com o ambiente passivo:

Note que o usuário, que está no domínio 1, tenta acessar uma aplicação web que está hospedada no domínio 2 (1). A aplicação detecta que o usuário ainda não está autenticado, e o redireciona para o identity provider do domínio onde a aplicação está hospedada, que é o orgão que ela confia. Como parte deste redirecionamento, o identity provider do domínio 2 conhece o identity provider do usuário, que está no domínio 1. Isso fará com que o usuário seja novamente redirecionado para o identity provider que o conhece, que é aquele que está debaixo do domínio 1 (2). Ao validar o usuário, o token que o representa dentro da empresa é emitido (3). Depois disso, o token gerado no domínio 1, é encaminhado para o identity provider do domínio 2 (4), que o validará e fará eventuais transformações, criando ou mapeando as claims para claims que a aplicação espera. Isso fará com que um novo token seja emitido (5), e que será utilizado pelo usuário para enviar para as requisições subsequentes (6).

Da mesma forma, o ambiente ativo segue o mesmo fluxo do ambiente passivo, apenas evitando o handshake necessário no ambiente passivo, que é necessário para descobrir qual é o identity provider responsável pela autenticação. Assim como comentado acima, todas as informações necessárias já foram fornecidas durante a referência do serviço, e as requisições (5) já enviarão o token embutido em seus headers.

Observação: Acima vimos os ambientes passivo e ativo sem mencionar os detalhes de implementação de cada um deles. Isso será alvo de futuros artigos, que irão detalhar cada um dos ambientes, mostrando como proceder para configurar cada um deles.

Os Padrões

Uma das principais características que este modelo autenticação e autorização deve ter, é a interoperabilidade entre as partes envolvidas. Como a ideia permitir uma espécie de layer na internet para gerenciar toda a segurança, inclusive entre domínios, uma das principais exigências é a garantia de que toda e qualquer plataforma pudesse tirar proveito disso.

Atualmente já há várias especificações que regem grande parte das comunicações distribuídas entre plataformas, e que são conhecidas como padrões WS-*. Os padrões que compõem as especificações WS-* já estão há bastante tempo no mercado, e são gerenciados por órgãos independentes. Há padrões para grande parte das necessidades que temos hoje em dia nos sistemas distribuídos, tais como: transações, mensagens confiáveis e segurança. Como esses padrões já estão quase todos finalizados, então porque não utilizá-los? É justamente isso que ocorreu, ou seja, grande parte de toda a comunicação que é efetuada entre as partes deste modelo de autenticação, são realizadas seguindo esses padrões, mas felizmente são transparentes para o usuário final, e abstraídas através dos produtos criados pela Microsoft. Abaixo temos esses padrões elencados, com uma breve descrição de cada um deles:

• WSDL: Descreve quais funcionalidades (operações) são expostas pelo serviço.
• WS-Policy: O WSDL não descreve nada sobre os requerimentos de segurança necessários para invocar o serviço. O WS-Policy aborda este caso, fornecendo uma forma genérica de descrever os requerimentos de segurança relacionados ao respectivo serviço.
• WS-Security: Basicamente, este padrão especifica como aplicar a criptografia nas mensagens SOAP, fazendo com que as informações trafeguem de forma protegida, garantindo a confidencialidade e integridade. A forma de segurança aplicada aqui está condicionada ao formato de autenticação que você utilizará entre o subject e o identity provider. Como a interoperabilidade é um dos aspectos mais importantes, o WS-Security efetua a criptografia das mensagens através de token profiles, que descreve como mapear as tecnologias de autenticação que temos atualmente (Kerberos, UserNames, certificados, etc.), para um modelo genérico.
• WS-SecurityPolicy: Fornece um padrão para representar as capacidades e requerimentos dos serviços através de políticas.
• WS-Trust: Este padrão fornece extensões para o padrão WS-Security, definindo operações específicas de emissão, renovação e validação de tokens.
• WS-Federation: Organiza em uma linguagem de mais alto nível os padrões WS-Trust e WS-Security, definindo mecanismos para permitir que a autenticação e autorização sejam feitas entre domínios.
• WS-MetadataExchange: Permite uma forma de extrair, não somente os dados que descrevem as operações do serviço, mas também todas as funcionalidades (de infraestrutura) expostas por aquele serviço.

Além dos padrões acima, ainda temos o SAML (Security Assertion Markup Language). Enquanto o padrão WS-Security define como inserir as informações dentro do envelope SOAP, o SAML ajuda a definir o que essas informações são. O SAML é uma especificação, também baseada em XML, que permite alguém emitir afirmações a respeito de outro alguém ou para alguma coisa, independentemente da identidade que está sendo utilizada. Entre essas afirmações que fazemos sobre algo, elas também podem descrever os atributos deste alguém, que são também conhecidos como claims.

Como disse acima, o padrão WS-Trust fornece um contrato com quatro operações: Issue, Validate, Renew e Cancel. Cada uma dessas operações autoexplicativas, manipulam tokens que são gerados por um STS para seus subjects. Em todos os ambientes que vimos acima (passivo e ativo), em algum momento há um diálogo entre o subject e o STS do identity provider. Nestes casos, o diálogo é realizado para a emissão (Issue) de um token, que depois de emitido será utilizado para enviar para a aplicação (relying party) que está requerendo. Cada uma das operações expostas troca mensagens conhecidas como RST (Request Security Token) e RSTR (Request Security Token Response), especificadas pelo WS-Trust, que entre várias informações, incluem o tipo de token a ser emitido (que nada mais é que a versão do SAML que está sendo utilizada) e as claims que estão sendo solicitadas pela relying party.

Conclusão: No decorrer neste artigo, analisamos os ambientes possíveis que temos quando trabalhamos com este modelo de autenticação, incluindo o cenário federado. Além disso, analisamos como o fluxo das mensagens acontece nestes ambientes, detalhando em alto nível, os passos necessários para atingir o objetivo. Em futuros artigos, vamos explorar detalhadamente como implementar esse modelo em cada um cenários, analisando como configurar e manter um sistema que faz uso destes elementos.

Grande parte das aplicações que desenvolvemos nos dias de hoje, exigem um alto nível de segurança, o que nos obriga a desenhar um sistema consistente e evolutivo, que permite de forma simples, manipulá-lo de acordo com as necessidades que surgem durante a vida do mesmo. Isso faz com que todos os desenvolvedores, além de se preocuparem com as regras de negócio, ainda precisam saber como lidar com dois aspectos importantes de toda aplicação: autenticação e autorização.

A autenticação consiste em saber quem o usuário é identificá-lo dentro do sistema; já a autorização, determina quais privilégios esse usuário tem dentro do sistema, e para isso, obrigatoriamente deverá ocorrer depois da autenticação, já que primeiro preciso saber quem ele é para depois conseguir encontrar os direitos que ele possui dentro do sistema.

Isso não seria uma tarefa difícil se não houvesse vários mecanismos diferentes, e que permitem configurar e gerenciar tanto a autenticação quanto a autorização. Cada um destes mecanismos tem como alvo um cenário distinto, e é complicado achar uma solução que atenda à todos os cenários em que a aplicação está exposta, tornando extremamente complicado gerenciar esses aspectos em um ambiente mais amplo, e que muitas vezes acarreta em duplicação de código e possíveis vulnerabilidades.

Além disso, é importante dizer que para cada forma de autenticação e autorização que utilizamos, temos que entender o mínimo sobre como ela funciona. Como disse antes, há varias opções que temos atualmente, como por exemplo: Kerberos, Forms Authentication, Url Authorization, certificados, etc. Cada uma delas tem suas peculiaridades, e exige de nós um entendimento mínimo para saber qual desses modelos se encaixa melhor com a nossa necessidade.

Em uma análise rápida, o Kerberos é a melhor opção se queremos autenticar um usuário que consome uma aplicação ASP.NET dentro da empresa, mas não traz nenhuma informação extra além de seu token. Esse modelo é fácil de implementar até que alguém, fora da empresa, também precise acessar essa mesma aplicação. Como esse modelo exige que o usuário esteja devidamente cadastrado no Active Directory da respectiva empresa, pessoas que estão além dela, não conseguirão acessá-la, e como sabemos, manter contas para usuários “voláteis”, não é uma tarefa viável. Para entender a complexidade em que vivemos atualmente, veja a imagem abaixo:

Note que dentro do quadrado verde temos uma empresa qualquer, que por sua vez, possui vários funcionários. Cada funcionário, toda manhã, efetua o login no Windows, que vai até o controlador de domínio (Active Directory), valida o usuário, e caso seja válido, permite o acesso ao sistema operacional. Felizmente, na empresa que temos como exemplo acima, os desenvolvedores se preocuparam em reutilizar as credenciais do Windows para as aplicações que rodam dentro dela, onde uma delas é uma aplicação Windows (chamada de App) e que consome um serviço WCF, e a própria intranet, hospedada no IIS, e que também utiliza autenticação integrada ao Windows.

Agora repare que este mesmo usuário também acessa outras aplicações, que estão fora do domínio da empresa em que ele trabalha. O acesso a loja para comprar presentes, possui seu próprio sistema de autenticação e autorização, obrigando este usuário a criar uma conta ali. Já quando ele tenta acessar o site do banco, um certificado é exigido para que ele proceda com o login. E, como se não bastasse, a empresa em que ele trabalha mantém relações comerciais com outros parceiros, e cada um desses parceiros possui um sistema próprio de pedidos, e como já era de se esperar, cada um possui seu próprio esquema de autenticação e autorização.

Mas note que no caso do parceiro 1, a aplicação somente permite acesso para aqueles usuários que estão cadastrados dentro do AD da respectiva empresa, sendo assim, como acessá-la? Na maioria das vezes, o parceiro 1 cria uma aplicação simples, baseada em internet, e permite o acesso aos parceiros. Mas o que vai acontecer é que o parceiro 1 precisará, novamente, de uma nova forma para controlar os usuários que irão acessar tal aplicação, e muito provavalmente, irá recorrer à uma base de dados customizada para isso (se a aplicação for ASP.NET, podemos recorrer ao Membership). Mas essa solução dá início a outro problema, que ocorrerá no momento em que este usuário não fizer mais parte da minha empresa, pois terei que lembrar à quais parceiros ele tinha acesso, para assim removê-lo, já que ele não poderá continuar acessando, e isso ainda obrigará ao parceiro, criar uma interface (tela) para a administração de usuários.

Deixar para cada um implementar, de forma arbitrária, o modelo de autenticação e autorização, dá margem para que os desenvolvedores façam isso de qualquer modo, não se preocupando com pontos importantes, como por exemplo, o armazenamento das senhas de forma segura (hash), tráfego das credenciais através de um protocolo que não permita ninguém interceptar, evitar ataques de brutal-force, DoS, etc. Além destes problemas de infaestrutura, ainda temos as políticas de senhas, já que muitas aplicações não asseguram que a senha escolhida pelo usuário seja uma senha segura; a reutilização de senhas é um problema grave, pois para evitar o esquecimento, muitas pessoas utilizam a mesma senha para todas as aplicações que elas utilizam, e uma vez que isso cai em mãos erradas, o estrago pode ser irreparável. A reutilização é fácil até que você encontre aplicações com políticas de senha diferentes, pois o que pode ser uma senha válida para uma aplicação, não é para outra, obrigando a você escolher outra senha que se enquadre com as políticas desta aplicação, voltando assim, ao inferno das senhas diferentes.

Outro grande desejo que existe e que é difícil de implementar, é a capacidade de termos SSO (Single Sign-On) entre as aplicações, ou seja, a capacidade que damos ao usuário de se autenticar uma única vez, e assim poder acessar todas aquelas aplicações que confiam naquele autenticador. Algo mais ou menos como o que acontece com o Windows Live Id, onde você se autentica uma única vez, e tem acesso à todos os sites da Microsoft que são protegidos por ele.

Qual seria então o modelo ideal para resolver grande parte dos problemas que vimos acima? O modelo ideal seria a possibilidade de centralizar a autenticação em um único local, que determinará como ela deverá ser realizada e protegida. A centralização evitará com que toda a aplicação se preocupe com a lógica de autenticação, já que não competirá mais a ela esse papel. Os desenvolvedores podem se concentrar apenas no desenvolvimento da aplicação em si, com as regras de negócios, interfaces (telas), serviços, etc. Com a autenticação “externalizada”, não precisamos mais misturar códigos de infraestrutura com códigos de regras de negócios, tornando a aplicação muito mais limpa, e, além disso, outro grande benefício com a refatoração é a facilidade que teremos em dividir o que compete ao desenvolvedor e o que compete ao administrador da rede.

O modelo que visa esse cenário é conhecido como Claims-Based Identity Model, ou seja, modelo de identidade baseado em claims, que traduzindo significa “afirmações”. Nesse modelo, as aplicações que desenvolveremos não serão mais responsáveis por autenticar e muito menos por armazenar suas senhas. Para fazer uma analogia ao mundo real de como esse modelo trabalha, podemos recorrer ao exemplo da compra de algum produto através do cartão de crédito. Quando você vai pagar por esse produto, você fala que vai pagar com o cartão de crédito, mas a loja não confia em você, quando você diz: “Olha, eu tenho R$ 2.000,00 de crédito, pode me vender!”. Na verdade, o que a loja faz é “validar” aquele cartão que você apresentou, junto aquele que o emitiu, que é a operadora. É ela quem dirá se aquele cartão é ou não válido e dizer até o quanto você poderá gastar. A loja utilizará essas informações para proceder ou não com a venda.

Neste cenário descrito acima, note que a loja nada sabe sobre o cliente, mas confia em alguém que o avaliza. A partir daí, a loja geralmente faz o cadastro do cliente, colhendo o seu e-mail, endereço, etc., para mais tarde conseguir enviar um catálogo dos novos produtos. Da próxima vez que você vai comprar novamente a validação é realizada na operadora do cartão, mas seus dados cadastrais já estão catalogados, podendo ser apenas atualizados.

Outro ponto importante deste cenário, é que a autorização ainda deve ser realizada pela aplicação, ou seja, ela ainda é responsável por determinar o que usuário pode ou não acessar. Mas atualmente, os direitos de acessos que concedemos à determinadas funcionalidades dentro da aplicação, geralmente são determinadas por grupos, ou seja, se o usuário fizer parte do grupo Administradores, então ele pode ter acesso às contas corrente dos clientes. Mas no cenário descrito acima, ele vai além disso, já que a autorização é concedida baseando-se no limite do cartão de crédito.

Isso é mais um dos benefícios das aplicações baseadas em claims. As afirmações emitidas por alguém contra outro alguém, pode ser qualquer tipo de informação, e você refina o acesso através delas. Muitas vezes a autorização vai muito além dos grupos (simples strings) que o usuário pertence, pois há situações em que podemos negar ou conceder acesso de acordo com a data de nascimento, ou seja, se ele tiver mais do que 21 anos, então poderá acessar o conteúdo.

Para fazer com que tudo isso funcione, a Microsoft tem trabalhado em três produtos que, juntos ou separadamente, fornecerão grande parte do que precisamos para atingir o nosso objetivo, que é a centralização e o gerenciamento do processo de autenticação. Cada um desses produtos, implementam padrões de mercado, e por isso podem ser utilizados separadamente, ou melhor, podemos ter uma dessas ferramentas Microsoft falando com outras desenvolvidas pela IBM utilizando Java, pois todas falam o mesmo “idioma”. A Microsoft criou a solução completa, composta de três produtos que estão listados abaixo, com suas respectivas descrições:

• WIF – Windows Identity Foundation: Trata-se de um framework para a construção de aplicações baseadas em claims, e que abstrai toda a complexidade do processo de autenticação que é realizado seguindo uma série de padrões de mercado (WS-*). Além disso, a sua API traz uma série de tipos que habilitam a extensibilidade, podendo mais tarde, criar novas opções de autenticação.
• ADFS 2.0 – Active Directory Federation Services 2.0: Uma ferramenta que ajuda os administradores de rede, a gerenciar o ambiente de autenticação que será fornecido por aquelas aplicações que queiram fazer uso do modelo baseado em claims. Essa ferramenta implementa os mesmos protocolos do WIF, permitindo assim que eles interajam.
• Windows Cardspace 2.0: Uma ferramenta que é instalada nos clientes, como uma espécie de carteira virtual, que cataloga os cartões que podem ser enviados para as aplicações baseadas em claims. Trata-se de uma interface amigável que permite ao usuário final uma visualização simples do que ele tem e do que será efetivamente enviado à aplicação, podendo ele decidir se deve ou não proceder.

Conclusão: Com as informações acima, pudemos entender um pouco mais dos cenários de complexidade que possuímos e dos problemas que temos atualmente. Cada cenário exige um modelo diferente, mas que não atende a 100% dos casos. A finalidade deste artigo introdutório foi apresentar os desafios que temos, e quais soluções estão sendo oferecidas pela Microsoft, para poder tornar essa tarefa extremamente importante, em algo bem mais simples e reutilizável do que temos hoje em dia. A partir de uma série de artigos, vamos explorar cada uma das ferramentas e elementos que compõem este novo modelo de autenticação.