SpringBoot实战(六)之使用LDAP验证用户

关于ubuntu16.04服务器安装配置LDAP参考链接为:https://www.howtoing.com/how-to-install-and-configure-openldap-and-phpldapadmin-on-ubuntu-16-04/

本文主要讲LDAP相关的概念，普及相关知识和相关例子实战。

一、LDAP服务器概念和原理

1. 目录服务

目录是一个为查询、浏览和搜索而优化的专业分布式数据库，它呈树状结构组织数据，就好象Linux/Unix系统中的文件目录一样。目录数据库和关系数据库不同，它有优异的读性能，但写性能差，并且没有事务处理、回滚等复杂功能，不适于存储修改频繁的数据。所以目录天生是用来查询的，就好象它的名字一样。

目录服务是由目录数据库和一套访问协议组成的系统。类似以下的信息适合储存在目录中：

• 企业员工信息，如姓名、电话、邮箱等；
• 公用证书和安全密钥；
• 公司的物理设备信息，如服务器，它的IP地址、存放位置、厂商、购买时间等；

LDAP是轻量目录访问协议(Lightweight Directory Access Protocol)的缩写，LDAP是从X.500目录访问协议的基础上发展过来的，目前的版本是v3.0。与LDAP一样提供类似的目录服务软件还有ApacheDS、Active Directory、Red Hat Directory Service 。

2. LDAP特点

• LDAP的结构用树来表示，而不是用表格。正因为这样，就不能用SQL语句了
• LDAP可以很快地得到查询结果，不过在写方面，就慢得多
• LDAP提供了静态数据的快速查询方式
• Client/server模型，Server 用于存储数据，Client提供操作目录信息树的工具
• 这些工具可以将数据库的内容以文本格式（LDAP 数据交换格式，LDIF）呈现在您的面前
• LDAP是一种开放Internet标准，LDAP协议是跨平台的Interent协议

3. LDAP组织数据的方式

4. 基本概念

在浏览LDAP相关文档时经常会遇见一些概念，下面是常见概念的简单解释。

4.1 Entry

条目，也叫记录项，是LDAP中最基本的颗粒，就像字典中的词条，或者是数据库中的记录。通常对LDAP的添加、删除、更改、检索都是以条目为基本对象的。

dn：每一个条目都有一个唯一的标识名（distinguished Name ，DN），如上图中一个 dn："cn=baby,ou=marketing,ou=people,dc=mydomain,dc=org" 。通过DN的层次型语法结构，可以方便地表示出条目在LDAP树中的位置，通常用于检索。

rdn：一般指dn逗号最左边的部分，如cn=baby。它与RootDN不同，RootDN通常与RootPW同时出现，特指管理LDAP中信息的最高权限用户。

Base DN：LDAP目录树的最顶部就是根，也就是所谓的“Base DN"，如"dc=mydomain,dc=org"。

4.2 Attribute

每个条目都可以有很多属性（Attribute），比如常见的人都有姓名、地址、电话等属性。每个属性都有名称及对应的值，属性值可以有单个、多个，比如你有多个邮箱。

属性不是随便定义的，需要符合一定的规则，而这个规则可以通过schema制定。比如，如果一个entry没有包含在 inetorgperson 这个 schema 中的objectClass: inetOrgPerson，那么就不能为它指定employeeNumber属性，因为employeeNumber是在inetOrgPerson中定义的。

LDAP为人员组织机构中常见的对象都设计了属性(比如commonName，surname)。下面有一些常用的别名：

属性	别名	语法	描述	值(举例)
commonName	cn	Directory String	姓名	sean
surname	sn	Directory String	姓	Chow
organizationalUnitName	ou	Directory String	单位（部门）名称	IT_SECTION
organization	o	Directory String	组织（公司）名称	example
telephoneNumber		Telephone Number	电话号码	110
objectClass			内置属性	organizationalPerson

4.3 ObjectClass

对象类是属性的集合，LDAP预想了很多人员组织机构中常见的对象，并将其封装成对象类。比如人员（person）含有姓（sn）、名（cn）、电话(telephoneNumber)、密码(userPassword)等属性，单位职工(organizationalPerson)是人员(person)的继承类，除了上述属性之外还含有职务（title）、邮政编码（postalCode）、通信地址(postalAddress)等属性。

通过对象类可以方便的定义条目类型。每个条目可以直接继承多个对象类，这样就继承了各种属性。如果2个对象类中有相同的属性，则条目继承后只会保留1个属性。对象类同时也规定了哪些属性是基本信息，必须含有(Must 活Required，必要属性)：哪些属性是扩展信息，可以含有（May或Optional，可选属性）。

对象类有三种类型：结构类型（Structural）、抽象类型(Abstract)和辅助类型（Auxiliary）。结构类型是最基本的类型，它规定了对象实体的基本属性，每个条目属于且仅属于一个结构型对象类。抽象类型可以是结构类型或其他抽象类型父类，它将对象属性中共性的部分组织在一起，称为其他类的模板，条目不能直接集成抽象型对象类。辅助类型规定了对象实体的扩展属性。每个条目至少有一个结构性对象类。

对象类本身是可以相互继承的，所以对象类的根类是top抽象型对象类。以常用的人员类型为例，他们的继承关系：

下面是inetOrgPerson对象类的在schema中的定义，可以清楚的看到它的父类SUB和可选属性MAY、必要属性MUST(继承自organizationalPerson)，关于各属性的语法则在schema中的attributetype定义。

# inetOrgPerson
# The inetOrgPerson represents people who are associated with an
# organization in some way.  It is a structural class and is derived
# from the organizationalPerson which is defined in X.521 [X521].
objectclass     ( 2.16.840.1.113730.3.2.2
    NAME 'inetOrgPerson'
        DESC 'RFC2798: Internet Organizational Person'
    SUP organizationalPerson
    STRUCTURAL
        MAY (
                audio $ businessCategory $ carLicense $ departmentNumber $
                displayName $ employeeNumber $ employeeType $ givenName $
                homePhone $ homePostalAddress $ initials $ jpegPhoto $
                labeledURI $ mail $ manager $ mobile $ o $ pager $
                photo $ roomNumber $ secretary $ uid $ userCertificate $
                x500uniqueIdentifier $ preferredLanguage $
                userSMIMECertificate $ userPKCS12 )
        )

4.4 Schema

对象类（ObjectClass）、属性类型（AttributeType）、语法（Syntax）分别约定了条目、属性、值，他们之间的关系如下图所示。所以这些构成了模式(Schema)——对象类的集合。条目数据在导入时通常需要接受模式检查，它确保了目录中所有的条目数据结构都是一致的。

schema（一般在/etc/ldap/schema/目录）在导入时要注意前后顺序。

4.5 backend & database

ldap的后台进程slapd接收、响应请求，但实际存储数据、获取数据的操作是由Backends做的，而数据是存放在database中，所以你可以看到往往你可以看到backend和database指令是一样的值如 bdb 。一个 backend 可以有多个 database instance，但每个 database 的 suffix 和 rootdn 不一样。openldap 2.4版本的模块是动态加载的，所以在使用backend时需要moduleload back_bdb指令。

bdb是一个高性能的支持事务和故障恢复的数据库后端，可以满足绝大部分需求。许多旧文档里（包括官方）说建议将bdb作为首选后端服务（primary backend），但2.4版文档明确说hdb才是被首先推荐使用的，这从 2.4.40 版默认安装后的配置文件里也可以看出。hdb是基于bdb的，但是它通过扩展的索引和缓存技术可以加快数据访问，修改entries会更有效率，有兴趣可以访问上的链接或slapd.backends。

另外config是特殊的backend，用来在运行时管理slapd的配置，它只能有一个实例，甚至无需显式在slapd.conf中配置。

4.6 TLS & SASL

分布式LDAP 是以明文的格式通过网络来发送信息的，包括client访问ldap的密码（当然一般密码已然是二进制的），SSL/TLS 的加密协议就是来保证数据传送的保密性和完整性。

SASL （Simple Authenticaion and Security Layer）简单身份验证安全框架，它能够实现openldap客户端到服务端的用户验证，也是ldapsearch、ldapmodify这些标准客户端工具默认尝试与LDAP服务端认证用户的方式（前提是已经安装好 Cyrus SASL）。SASL有几大工业实现标准：Kerveros V5、DIGEST-MD5、EXTERNAL、PLAIN、LOGIN。

Kerveros V5是里面最复杂的一种，使用GSSAPI机制，必须配置完整的Kerberos
V5安全系统，密码不再存放在目录服务器中，每一个dn与Kerberos数据库的主体对应。DIGEST-MD5稍微简单一点，密码通过saslpasswd2生成放在sasldb数据库中，或者将明文hash存到LDAP
dn的userPassword中，每一个authid映射成目录服务器的dn，常和SSL配合使用。参考将 LDAP 客户端配置为使用安全性

EXTERNAL一般用于初始化添加schema时使用，如ldapadd -Y EXTERNAL -H ldapi:/// -f /etc/openldap/schema/core.ldif。

4.7 LDIF

LDIF（LDAP Data Interchange Format，数据交换格式）是LDAP数据库信息的一种文本格式，用于数据的导入导出，每行都是“属性: 值”对，见 openldap ldif格式示例

OpenLDAP(2.4.3x)服务器安装配置方法见这里。

二、实例讲解

1.maven依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>gs-authenticating-ldap</artifactId>
    <version>0.1.0</version>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.5.8.RELEASE</version>
    </parent>

    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <!-- tag::security[] -->
    <dependencies>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.ldap</groupId>
        <artifactId>spring-ldap-core</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.security</groupId>
        <artifactId>spring-security-ldap</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.unboundid</groupId>
        <artifactId>unboundid-ldapsdk</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.security</groupId>
        <artifactId>spring-security-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>

    </dependencies>
    <!-- end::security[] -->

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

2.编写WEB安全配置

WebSecurityConfig.java

package hello;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.authentication.encoding.LdapShaPasswordEncoder;
import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;

@Configuration
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
                .anyRequest().fullyAuthenticated()
                .and()
            .formLogin();
    }

    @Override
    public void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth
            .ldapAuthentication()
                .userDnPatterns("uid={0},ou=people")
                .groupSearchBase("ou=groups")
                .contextSource()
                    .url("ldap://localhost:8389/dc=springframework,dc=org")
                    .and()
                .passwordCompare()
                    .passwordEncoder(new LdapShaPasswordEncoder())
                    .passwordAttribute("userPassword");
    }

}

3.编写启动类

package hello;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }

}

4.对应的配置文件

test-server.ldif

dn: dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: domain
objectclass: extensibleObject
dc: springframework

dn: ou=groups,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: organizationalUnit
ou: groups

dn: ou=subgroups,ou=groups,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: organizationalUnit
ou: subgroups

dn: ou=people,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: organizationalUnit
ou: people

dn: ou=space cadets,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: organizationalUnit
ou: space cadets

dn: ou=\"quoted people\",dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: organizationalUnit
ou: "quoted people"

dn: ou=otherpeople,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: organizationalUnit
ou: otherpeople

dn: uid=ben,ou=people,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: person
objectclass: organizationalPerson
objectclass: inetOrgPerson
cn: Ben Alex
sn: Alex
uid: ben
userPassword: {SHA}nFCebWjxfaLbHHG1Qk5UU4trbvQ=

dn: uid=bob,ou=people,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: person
objectclass: organizationalPerson
objectclass: inetOrgPerson
cn: Bob Hamilton
sn: Hamilton
uid: bob
userPassword: bobspassword

dn: uid=joe,ou=otherpeople,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: person
objectclass: organizationalPerson
objectclass: inetOrgPerson
cn: Joe Smeth
sn: Smeth
uid: joe
userPassword: joespassword

dn: cn=mouse\, jerry,ou=people,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: person
objectclass: organizationalPerson
objectclass: inetOrgPerson
cn: Mouse, Jerry
sn: Mouse
uid: jerry
userPassword: jerryspassword

dn: cn=slash/guy,ou=people,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: person
objectclass: organizationalPerson
objectclass: inetOrgPerson
cn: slash/guy
sn: Slash
uid: slashguy
userPassword: slashguyspassword

dn: cn=quote\"guy,ou=\"quoted people\",dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: person
objectclass: organizationalPerson
objectclass: inetOrgPerson
cn: quote\"guy
sn: Quote
uid: quoteguy
userPassword: quoteguyspassword

dn: uid=space cadet,ou=space cadets,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: person
objectclass: organizationalPerson
objectclass: inetOrgPerson
cn: Space Cadet
sn: Cadet
uid: space cadet
userPassword: spacecadetspassword

dn: cn=developers,ou=groups,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: groupOfUniqueNames
cn: developers
ou: developer
uniqueMember: uid=ben,ou=people,dc=springframework,dc=org
uniqueMember: uid=bob,ou=people,dc=springframework,dc=org

dn: cn=managers,ou=groups,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: groupOfUniqueNames
cn: managers
ou: manager
uniqueMember: uid=ben,ou=people,dc=springframework,dc=org
uniqueMember: cn=mouse\, jerry,ou=people,dc=springframework,dc=org

dn: cn=submanagers,ou=subgroups,ou=groups,dc=springframework,dc=org
objectclass: top
objectclass: groupOfUniqueNames
cn: submanagers
ou: submanager
uniqueMember: uid=ben,ou=people,dc=springframework,dc=org