Einsatz von Single-Sign-On Technologien im Rahmen der Integration von E-Learning Anwendungen

Einsatz von Single-Sign-On Technologien im Rahmen der Integration von E-Learning

AnwendungenChristian Nockemann

Freitag, 16. März 2008

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Agenda

1. Einleitung

2. Single Sign-On

3. SSO im E-Learning Kontext

4. Live Demo

5. Fazit

1. 2. 3. 4. 5.Agenda

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Einleitung

• Unüberschaubare Anzahl von Web-Ressourcen

• Jeweils eigene Anmeldeverfahren• Probleme aus Sicht der Benutzer:

– Geringe Benutzerfreundlichkeit– Sicherheitsprobleme

• Probleme aus Sicht der Admins/Entwickler:– Kosten-/Zeitaufwändige Verwaltung von

Benutzerdaten– Inkonsistente Datenhaltung– Aufwändige Entwicklung und Änderung von

sicheren Anmeldeverfahren

1. 2. 3. 4. 5.Einleitung

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Single Sign-On

• Einmalige Anmeldung bei Authentifizierungs-Autorität (AA)

• Authentifizierung bei mehreren Service-Anbietern (SA)

• Zwei Varianten[Koc07]:– Client-basiert– Server-basiert

• Weiterleitung der Benutzerdaten [Ope01]:– direkt– token-basiert– unmittelbar– temporär

1. 2. 3. 4. 5.Single Sign-On

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Token-basierte Weiterleitung [Dec02]

Service-Anbieter n

Service-Anbieter 2

Authentifizierungs-Autorität

Authentifi-zierungs-Server

Benutzer

(1) Anmeldedaten

(2)

Vertrauen

(4) Anmeldung mit Token(3) Token

Service-Anbieter 1

Datenbank

AccountManager

Benutzer Schnittstelle

Anmeldung

AccountManager

Datenbank

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Autorisierung und Single Sign-Out

• Autorisierung:– Geschieht meist nach der Authentifizierung– „Zuweisung […] von Zugriffsrechten auf Daten und

Dienste an Systemnutzer“ [Jan04]

• Single Sign-Out– Gleichzeitige Abmeldung bei allen Service-

Anbietern– Wichtig bei der Benutzung öffentlicher Rechner

1. 2. 3. 4. 5.Single Sign-On

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Kerberos

• Authentifizierungsprotokoll• Starke Kryptographie [Ker07]• Authentifizierung mit so genannten Tickets• Drei Parteien [Wie08]:

– Principal (z.B. c_nock01/student@uni-muenster)– Key Distribution Center (KDC)

• Principal Database• Authentication Server (AS)• Ticket Granting Server (TGS)

– Service-Anbieter

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Anmeldung mit Kerberos

KDC

Authentication Server (AS)

Client

(1)Ticket-Granting-Ticket(TGT)

-Anfrage

(5)

(2) Antwort

Service-Anbieter

Ticket Granting

Server (TGS)

Principal Database

(3) Service-Ticket(ST)-Anfrage

(4) Antwort

(6)

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Vor- und Nachteile von Kerberos

• Vorteile:– Sichere Kryptographie– Performant [Wie08]– Im RFC 1510 festgehalten

• Nachteile:– Nicht ohne weiteres mit NAT-Firewalls einsetzbar

[Wie08]– Anpassung bereits vorhandener Web-Applikationen

ist sehr aufwändig– Kein Single Sign-Out Mechanismus

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OpenID

• Sehr populär [Arr08]

• Beschränkt sich auf grundlegende SSO-Funktionen

• Vier Parteien:– Client– OpenID Server– Identity Server– Consumer

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Anmeldung mit OpenID

OpenID-Server

Client

(5) Login(1) OpenID URL(6) Weiterleitungzum Consumer

Consumer

Identity Server

(2) OpenID Server ermitteln (3) OpenID Server

(4)Weiterleitung Zum OpenID

Server(7) Zugriff

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Vor- und Nachteile von OpenID

• Vorteile:– Weit verbreitet– Auch bei bereits vorhandenen Webseiten leicht

einzusetzen– Sehr intuitiv, da Benutzer sich direkt beim

Consumer anmeldet– Single Sign-Out Problematik existiert nicht

• Nachteile:– Phishing Attacken möglich [Lau07]– Identity Server speichert besuchte Seiten [Ben07]– Keine Autorisierungsfunktion– Nur grundlegende SSO-Funktionalität

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Shibboleth

• Basiert auf der Security Assertion Markup Language (SAML) [OAS07]

• Vier Parteien:– Client– Identity Provider (IdP)

• SSO-Service• Authentication Authority

– Service Provider (SP)• Assertion Consumer Service

– Where Are You From? (WAYF)

• Unterstützt Weiterleitung von Attributen

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Anmeldung mit Shibboleth

Identity Provider

SSO ServiceAuthentication

Authority

Service Provider

Ziel Ressource

Assertion Consumer

Service

Client

Zugriffskontrolle

(1) (2) (7) (8) (6) (4)(5) (3)

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Vor- und Nachteile von Shibboleth

• Vorteile:– Verbreitete Standards: SAML, XML, SOAP, SSL, uvm.– Nutzung bereits vorhandener Infrastrukturen

[Ebe06]– Intuitiv, da Benutzer zunächst auf den Service-

Anbieter zugreift

• Nachteile:– Aufwändige Anpassung bereits vorhandener Web-

Ressourcen– Kein Single Sign-Out

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Evaluation der SSO-Anbieter

• OpenID:– Leicht anwendbar, weit verbreitet– Sicherheitslücken, geringer Funktionsumfang

• Kerberos:– Hoher Grad an Sicherheit, Performant– Aufwändige Anpassung, kein Single Sign-Out

• Shibboleth:– Flexibel, Offene Schnittstellen– Aufwändige Anpassung, kein Single Sign-Out

→ Kerberos und Shibboleth sind für das E-Learning Umfeld am besten geeignet

1. 2. 3. 4. 5.Single Sign-On

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Vorteilhaftigkeit von SSO im E-Learning Kontext

• Vorteile:– Einheitlicher Authentifizierungsvorgang– Benutzerfreundlichkeit– Sicherheit– Reduzierter Aufwand für Benutzerverwaltung

• Nachteile:– Ermöglicht unerlaubten Zugriff auf viele SAs, wenn

Anmeldedaten ausgespäht werden– Single-Point-Of-Failure– Nur wenige Anbieter unterstützen Single Sign-Out

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SSO an der WWU

• Seit 2006 wird Shibboleth eingesetzt (initiiert vom ZIV)

• ZIV stellt IdP zur Verfügung

• Anwendungen die den Service bereits nutzen:– Learnr (learnr.uni-muenster.de)– xLx (xlx.uni-muenster.de)

• Anmeldung mit ZIV-Kennung und Passwort

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Kopplung mit dem Identitätsmanagement des ZIV

• IdP des ZIV empfängt und bearbeitet Authentifizierungsanfragen

• Voraussetzungen für die Nutzung des SSO-Services:– Installation eines SP– Zertifikat des ZIV

• Übermittelte Attribute:– Nachname– Universitäts-Email-Adresse– ZIV-Kennung

• Verwendung der Benutzerdatenbank des ZIV

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Anmeldung bei xLx

1. 2. 3. 4. 5.Live Demo

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Anmeldung beim IdP des ZIV

1. 2. 3. 4. 5.Live Demo

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Weiterleitung zurück zum SP

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Zugriff auf den geschützten Bereich

1. 2. 3. 4. 5.Live Demo

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Anmeldung bei Learnr

1. 2. 3. 4. 5.Live Demo

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Direkte Weiterleitung zum geschützten Bereich

1. 2. 3. 4. 5.Live Demo

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Zugriff auf den geschützten Bereich

1. 2. 3. 4. 5.Live Demo

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Fazit

• SSO gewinnt an Bedeutung[Arr08]

• Nutzenzuwachs für Benutzer und Entwickler/Admins

• Universitätsübergreifendes SSO-Netz denkbar– Im Rahmen des SaxIS-Projekts in Sachsen bereits

eingeführt[Sax06]

• Probleme:– Single Sign-Out– Anpassungsaufwand

1. 2. 3. 4. 5.Fazit

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Literaturverzeichnis

[Arr08] Micheal Arrington: OpenID Welcomes Microsoft, Google, Verisign and IBM, http://www.techcrunch.com/2008/02/07/openid-welcomes-microsoft-google-verisign-and-ibm/. Zuletzt abgerufen am 09.04.08.

[Ben07] Ralf Bendrath: OpenID - next big thing with lots of problems, http://bendrath.blogspot.com/2007/04/openid-next-big-thing-with-lots-of.html. Zuletzt abgerufen am 20.04.08.

[Dec02] J. De Clercq: Single Sign-On Architectures, in Lecture notes in computerscience vol. 2437, S. 40 – 58, Springer-Verlag, 2002.

[Ebe06] Lars Eberle, SaxIS-Shibboleth-Workshop, http://www.tu-freiberg.de/~saxis/content/dokumente/Eberle_TU_Freiberg.pdf?PHPSESSID=c07726a2852cb0ed7a5122f2562edc8e. Zuletzt abgerufen am 08.04.08.

1. 2. 3. 4. 5.Literaturverzeichnis

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Literaturverzeichnis

[Koc07] Christian Koch: Single Sign-On – Komfort für den Benutzer oder ein Sicherheitsrisiko?, http://www.securitymanager.de/magazin/artikel_996_single_sign_on_komfort_fuer_den_benutzer_oder.html. Zuletzt abgerufen am 01.04.08.

[Ope01] Introduction to Single Sign-On, http://www.opengroup.org/security/sso_intro.htm. Zuletzt abgerufen am 04.04.08.

[Jan04] Wilhelm Janssen: Autorisierung, http://www.at-mix.de/autorisierung.htm. Zuletzt abgerufen am 19.04.08.

[Ker07] What is Kerberos?, http://web.mit.edu/kerberos/www/#what_is. Zuletzt abgerufen am 08.04.08.

1. 2. 3. 4. 5.Literaturverzeichnis

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Literaturverzeichnis

[Lau07] Ben Laurie: OpenID: Phishing Heaven, http://www.links.org/?p=187. Zuletzt abgerufen am 20.04.08.

[OAS07] OASIS Security Services (SAML) TC, http://www.oasis-open.org/committees/tc_home.php?wg_abbrev=security. Zuletzt abgerufen am 04.04.08.

[Wie08] Mike Wiesner, Kerberos V5 mit Debian, http://meetings-archive.debian.net/pub/debian-meetings/2005/linuxtag-karlsruhe/debianday/mike_wiesner-kerberos_v5_mit_debian.pdf. Zuletzt abgerufen am 08.04.08.

1. 2. 3. 4. 5.Literaturverzeichnis

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Fragen?

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Implementierung

• Installation und Konfiguration eines SP:– Shibboleth Dienst bzw. Daemon installieren (shibd)– Apache/Tomcat Konfiguration:

• shibboleth.xml• httpd.conf:<Location /geschützte_ressource> AuthType shibboleth ShibRequireSession On ShibRedirectToSSL 443 require valid-user</Location>

• AAP.xml:<AttributeRule Name="urn:mace:dir:attribute-def:mail" Header="Shib-mail">

<AnySite> <AnyValue/>

</AnySite></AttributeRule>

1. 2. 3. 4. 5.Implementierung

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Implementierung

• Auslesen des HTTP-Headers– Code-Beispiel in Java:String E-Mail = request.getHeader(“Shib-mail”);

• Leicht wartbar, da nur bei einer Pfadänderung die httpd.conf angepasst werden muss.

1. 2. 3. 4. 5.Implementierung