WCF安全知識講解
WCF開發(fā)框架為我們帶來了許多好處。一個功能強大的開發(fā)工具當然要具備良好的安全性能。在這里我們就來講講有關(guān)WCF安全的相關(guān)知識。#t#
對于一個應(yīng)用程序來說,最重要的特性之一就是安全性。例如,安全方面的需求往往會最早被提出,安全方面Bug的優(yōu)先級和危害程度往往都被定為***。有時候為了提高安全性,還需要犧牲一定的性能或者其他因素。因為性能,往往可以通過一些別的方式,例如添加一臺服務(wù)器作負載均衡來解決(順便插一句,我現(xiàn)在覺得對于企業(yè)來說,能夠用錢解決的往往就不是問題了),或者在之后的版本中進行優(yōu)化;但是如果出了安全性方面的漏洞,很可能就已經(jīng)造成了無法彌補的損失。
試想,如果Windows Live Passport出現(xiàn)了安全上的漏洞導致用戶信息泄露,這將會引出多大的風波,對于微軟來說會造成多少名譽上的損害。但是如果性能上出現(xiàn)了問題——這方面例如Windows Live Space或Hotmail的早期版本都不怎么樣,但是在優(yōu)化之后還是吸引了大量的用戶群體。
WCF安全是如此的重要,自然WCF也會為它提供了良好的支持,否則也無法稱之為一個成熟的模型了(我認為,微軟希望,也正在把WCF變成.NET或者說Windows平臺下分布式通信的事實標準)。但是雖然WCF提出了豐富而強大的安全性支持,但是如果使用不當,依舊會產(chǎn)生安全方面的問題(同樣的例子還有Sql注入,要保證安全型還是必須通過良好的編程實踐來達成),甚至還不如不依賴WCF的功能,直接使用傳統(tǒng)的方式,例如使用硬件或軟件防火墻來阻止非法的連接。
反過來說,選擇什么樣的安全實踐也是要考慮到項目的實際情況。例如有的時候我們的確可以使用傳統(tǒng)的方式來保證安全性,再今后的版本中再采用高級的實踐——尤其我們現(xiàn)在有了WCF提供的模型,我們的優(yōu)化可能只是部署一個新的程序集,然后更新一下配置而已。
Service Model和Channel Layer
WCF提出的通信模型主要可以分為兩大部分:Service Model和Channel Layer。它們各司其職,“互不干涉內(nèi)政”,因此,能夠自由地組合與擴展,使開發(fā)人員能夠利用WCF提出的模型來輕松實現(xiàn)強大的通信功能。不過事實上,按照官方的說法,Channel Layer是Service Model的組成部分(而且官方的說法的確還是有道理?。?,但是我在了解了這些內(nèi)容之后還是認為將兩者概念分開為好,希望能夠就這方面的概念問題和大家討論一下。
WSDL是描述一個服務(wù)的XML格式的語言。通過一個服務(wù)的WSDL我們可以得知這個服務(wù)的地址、服務(wù)使用的協(xié)議以及服務(wù)中的各種具體定義(例如定義了哪些消息等等)。顯然,如果每次生成服務(wù)時都要自己編寫代碼輸出大段復雜的WSDL,或者在使用服務(wù)時都要解析WSDL并且在請求時還需要自己生成SOAP內(nèi)容,這樣的開發(fā)效率就實在是太低了。
因此,成熟的框架會提供一種“抽象”機制,使開發(fā)人員能夠輕松的定義服務(wù),盡可能的將注意力集中在業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)上。例如使用ASP.NET釋放Web Services,或者利用.NET Framework中的wsdl.exe根據(jù)某個服務(wù)的WSDL描述來生成代理。這些框架和工具都能夠大大提高我們的開發(fā)效率。
WCF中的Service Model就是這樣的一種抽象。簡單地說,它可以被認作是一個與WSDL產(chǎn)生映射的模型。在Service Model中,與WSDL各部分相對應(yīng)的概念被稱作為address、binding和contract,這就是被各種資料中所提到的“A、B、C”。除了提供了“定義”這樣的模型(用來與WSDL對應(yīng))之外,Service Model還負責了上述模型與外部請求或者回復信息的轉(zhuǎn)化。
例如,我們的Host一旦接受到了一個請求,那么它會把這個請求內(nèi)容反序列化成為一個Message類型的對象,并交給Service Model處理。此時Service Model開始工作,例如它會構(gòu)造出處理這個請求的環(huán)境,識別出該用哪個類型來處理請求,選擇或者創(chuàng)建一個類型的實例,確定應(yīng)該調(diào)用的方法,隨后調(diào)用方法,得到一個結(jié)果對象。
然后Service Model同樣負責將這個結(jié)果對象轉(zhuǎn)化為一個Message類型的對象,最終將其序列化并輸出(整個過程有十多個步驟,我這里只是提到了一些最重要并且最容易理解的環(huán)節(jié)。由此可見WCF的可擴展性是多么的強大)。如果使用WCF生成調(diào)用服務(wù)的代理,那么Service Model工作性質(zhì)還是差不多,只是方向相反而已。
那么是由什么組件負責將一個外部的請求反序列化成為一個Message對象,待方法調(diào)用完成之后,又將表示結(jié)果的Message序列化成為輸出的內(nèi)容呢(如果使用WCF作為客戶端代理,那么就變成將Message序列化為請求的內(nèi)容,并且將收到的回復內(nèi)容反序列化成Message對象)?這就是Channel Layer的作用。
Channel Layer定義個一個由一系列Channel組成的Stack,Message對象在穿越這個Channel Stack的時候會經(jīng)過每個Channel的處理,一步步地“形變”,最終成為了我們需要“數(shù)據(jù)形態(tài)”。例如服務(wù)返回的Message對象在經(jīng)過了功能為SOAP XML轉(zhuǎn)化的Channel之后便成了SOAP XML的形式,然后再經(jīng)由一個負責加密的Channel則成為了Encrypted數(shù)據(jù)(當然實際的步驟也沒有那么簡單),最終經(jīng)由一個負責TCP/IP信道傳送的Channel輸送出去。
試想,如果我們自定義一個Channel將Message轉(zhuǎn)化為JSON格式,然后再使用一個Channel通過一個HTTP通道返回數(shù)據(jù),那么不就能夠支持ASP.NET AJAX的Web Service請求功能了嗎?沒錯,的確可以這樣。事實上在新的ASP.NET Futures類庫中就提供了這樣的組件,它們是學習如何擴展WCF的優(yōu)秀范例。不過這已經(jīng)是題外話了,有機會我們可以另起一個話題再說。
不過這里又要談一下我個人的觀點了,因為我對于Channel Stack的理解和官方說法有一定出入。無論從目前的官方文檔,亦或是各類技術(shù)會議上談到的Channel Layer,都是由一個一個Channel,“并列”地組合成一個Channel Stack。然后Message就像一個原材料通過生產(chǎn)線一樣,最終得到了一個成品。
但是在我看來,Channel之間的關(guān)系不是并列的,而是使用了類似于“裝飾模式”的嵌套的做法來實現(xiàn)的。在我看來,Channel與Channel之間是包含關(guān)系,Service Model將Message交給了最外層的Channel處理,而最外層的Channel根據(jù)它定義的某種邏輯,配合它鄰近的那個下層的Channel處理的結(jié)果來操作這個Message對象,而不是簡單地將處理的結(jié)果交給下一個Channel。這一點從自定義Channel的方式上就可以看出,基本上每個Channel內(nèi)部都會用一個名為innerChannel的私有Field來保存下一個Channel,并且在自己的某些方法中使用innerChannel的方法。
根據(jù)我的理解可以得到一些推論,例如關(guān)閉一個Channel時,該Channel必須負責將它的innerChannel對象關(guān)閉;我們可以實現(xiàn)一個最簡單同時無用的Channel,將所有的方法都直接委托給innerChannel,等等。而這些推論都是擴展Channel Layer的正確做法或結(jié)論,因此,我還是覺得自己的理解更加合理一些。當然,如果您在這方面有什么看法,也希望能夠和您進行交流。
為什么要理解Service Model和Channel Layer?
似乎說了半天,我還沒有涉及到WCF安全的支持,卻在大談特談一些“概念”。但是我認為,了解WCF的一些模型是掌握WCF的基礎(chǔ)(我個人非常注重模型,也就是一個框架是如何抽象外部事物的,例如ASP.NET如何將HTTP請求抽象成WebForm)。
只有了解了Service Model和Channel Layer的設(shè)計目的和功能,才能正確理解一些安全方面的做法是如何與這些模型結(jié)合的。例如,Channel Layer可以提供哪些WCF安全上的保證,為什么Authentication操作是在Channel Layer中進行,而Authorization卻是Service Model提供的呢?
WCF框架的設(shè)計并非隨性而為,其中有著充分的理由,是那些世界***架構(gòu)師們智慧和經(jīng)驗的結(jié)晶。當從“模型”的角度理解到這些內(nèi)容之后,對于框架的使用往往就可以更上一層樓了。
就拿我自己的經(jīng)驗來說,一開始必須“死記硬背”或者對照著Sample Code才能寫出代碼。而理解了模型之后,似乎代碼或配置該怎么寫,寫在什么地方都是順理成章的事情,在一些細節(jié)方面翻閱一下MSDN就能夠解決開發(fā)中的大部分的問題。