اندازه‌ی قلم متن
تخمین مدت زمان مطالعه‌ی مطلب:
هشت دقیقه
عصر Thick Clients
امن سازی برنامه‌های وب همواره چالش برانگیز بوده‌است؛ خصوصا این روزها که نیاز است برنامه‌ها، خارج از دیوارهای یک شرکت نیز در دسترس باشند و توسط انواع و اقسام وسایل ارتباطی مورد استفاده قرار گیرند. در سال‌های قبل، عموما برنامه‌های thick clients مانند WPF و WinForms برای شرکت‌ها توسعه داده می‌شدند و یا برنامه‌های وب مانند ASP.NET Web Forms که مبتنی بر سرویس‌ها نبودند. در برنامه‌های ویندوزی، پس از لاگین شخص به شبکه و دومین داخلی شرکت، عموما از روش Windows Authentication برای مشخص سازی سطوح دسترسی کاربران استفاده می‌شود. در برنامه‌های Web Forms نیز بیشتر روش Forms Authentication برای اعتبارسنجی کاربران مرسوم است. امن سازی این نوع برنامه‌ها ساده‌است. عموما بر روی یک دومین ارائه می‌شوند و کوکی‌های اعتبارسنجی کاربران برای ارائه‌ی مباحثی مانند single sign-on (داشتن تنها یک صفحه‌ی لاگین برای دسترسی به تمام برنامه‌های شرکت)، میسر است.
عصر شروع به‌کارگیری سرویس‌های وب
در سال‌های اخیر این شیوه‌ی کاری تغییر کرده و بیشتر بر اساس بکارگیری برنامه‌های مبتنی بر سرویس‌ها شده‌است. برای مثال برای این مورد استاندارد WS-Security مربوط به WCF ارائه شده‌است که باز هم مرتبط است به برنامه‌های یک دومین و یا یک Application pool. اگر تعداد دومین‌ها بیشتر شوند و نیاز به ارتباط امن بین آن‌ها باشد، استاندارد SAML 2.0 مورد استفاده قرار می‌گرفت که هدف از آن، انتقال امن اعتبارسنجی و سطوح دسترسی کاربران بین دومین‌های مختلف است. همانطور که ملاحظه می‌کنید تمام این برنامه‌ها و استانداردها، داخل دیوارهای یک شرکت و یک دومین زندگی می‌کنند.
عصر شروع به‌کارگیری Restful-API's
پس از آن باز هم شیوه‌ی طراحی برنامه‌های تغییر کرد و شروع به ایجاد Restful-API's و HTTP API's کردیم. این‌ها دیگر الزاما داخل یک دومین ارائه نمی‌شوند و گاهی از اوقات حتی تحت کنترل ما هم نیستند. همچنین برنامه‌های ارائه شده نیز دیگر thick clients نیستند و ممکن است برنامه‌های سمت کلاینت Angular و یا حتی موبایل باشند که مستقیما با سرویس‌های API برنامه‌ها کار می‌کنند. حتی ممکن است یک API را طراحی کنیم که با یک API دیگر کار می‌کند.
در این حالت دیگر نمی‌توان این APIها را با نگهداری آن‌ها داخل دیوارهای یک شرکت محافظت کرد. اگر قرار است با یک HTTP API کار کنیم، این API باید عمومی باشد و در اینجا دیگر نمی‌توان از روش Forms Authentication استفاده کرد. زیرا این روش اعتبارسنجی مختص برنامه‌های سمت سرور قرار گرفته‌ی در یک دومین طراحی شده‌است و آنچنان سازگاری با برنامه‌های سمت کلاینت و موبایل خارج از دیوارهای آن ندارد. همچنین ارسال نام کاربری و کلمه‌ی عبور به ازای هر درخواست نیز روشی بسیار بدوی و نا امن است. اینجا است که عصر امن سازی برنامه‌ها به کمک توکن‌ها شروع می‌شود. با استفاده‌ی از توکن‌ها، بجای هر بار ارسال نام کاربری و کلمه‌ی عبور به ازای هر درخواست از API، صرفا لیست سطوح دسترسی امضا شده‌ی به امکاناتی خاص، ارسال می‌شوند.
عصر شروع به‌کارگیری Security Tokens
بنابراین در اینجا نیاز به برنامه‌ای برای تولید توکن‌ها و ارسال آن‌ها به کلاینت‌ها داریم. روش متداول پیاده سازی آن، ساخت یک برنامه‌ی ابتدایی، برای دریافت نام کاربری و کلمه‌ی عبور از کاربران و سپس بازگشت یک JSON Web Token به آن‌ها است که بیانگر سطوح دسترسی آن‌ها به قسمت‌های مختلف برنامه است و کاربران باید این توکن را به ازای هر درخواستی به سمت سرور (بجای نام کاربری و کلمه‌ی عبور و خود) ارسال کنند.
مشکل این روش در اینجا است که آن برنامه‌ی خاص، باید از نام کاربری و کلمه‌ی عبور کاربران مطلع باشد تا بتواند توکن مناسبی را برای آن کاربر خاص تولید کند. هر چند این روش برای یک تک برنامه‌ی خاص بسیار مناسب به نظر می‌رسد، اما در یک شرکت، ده‌ها برنامه مشغول به کارند و به اشتراک گذاری نام کاربری و کلمه‌ی عبور کاربران، با تک تک آن‌ها ایده‌ی مناسبی نیست و پس از مدتی از کنترل خارج خواهد شد. برای مثال کاربری در یک برنامه، کلمه‌ی عبور خود را تغییر می‌دهد اما در برنامه‌ای دیگر خیر و همین مساله‌ی عدم هماهنگی بین برنامه‌ها و همچنین بخش‌های مختلف یک شرکت، مدیریت یک دست برنامه‌ها را تقریبا غیر ممکن می‌کند. همچنین در اینجا برنامه‌های ثالث را نیز باید در نظر داشت که آیا ضروری است آن‌ها به ریز اطلاعات کاربران شرکت دسترسی پیدا کنند؟
به علاوه مشکل دیگر توسعه‌ی این نوع برنامه‌های صدور توکن خانگی، اختراع مجدد چرخ است. در اینجا برای بهبود امنیت برنامه باید منقضی شدن، تمدید، امضای دیجیتال و اعتبارسنجی توکن‌ها را خودمان پیاده سازی کنیم. توسعه‌ی یک چنین سیستمی اگر غیرممکن نباشد، بسیار سخت و پیچیده است و همچنین باید باگ‌های امنیتی ممکن را نیز مدنظر داشت.
بنابراین تا اینجا به این نتیجه رسیده‌ایم که دیگر نمی‌خواهیم مدیریت نام کاربری و کلمه‌ی عبور کاربران را در سطح هیچکدام از برنامه‌های خود انجام دهیم و هیچکدام از آن‌ها قرار نیست دریافت کننده‌ی این اطلاعات باشند. قرار است این کار، به یک تک برنامه‌ی مرکزی مخصوص اینکار منتقل شود و برای اینکار نیاز به پروتکلی امن است که بتوان این توکن‌های تولیدی را ارسال و پردازش کرد.
حرکت به سمت «تامین کننده‌ی هویت مرکزی»
در گذشته، هر تک برنامه‌ای دارای صفحه‌ی لاگین و امکانات مدیریت کاربران آن، تغییر کلمه‌ی عبور، تنظیم مجدد آن و این‌گونه عملیات بود. این‌روزها دیگر چنین کاری مرسوم نیست. این وظیفه‌ی برنامه‌ی شما نیست که بررسی کند کاربر وارد شده‌ی به سیستم کیست و آیا ادعای او صحیح است یا خیر؟ این نوع عملیات وظیفه‌ی یک Identity provider و یا به اختصار IDP است. کار IDP اعتبارسنجی کاربر و در صورت نیاز، ارائه‌ی اثبات هویت کاربر، به برنامه‌ی درخواست کننده‌است.
در یک IDP عملیاتی مانند ثبت کاربران و مدیریت آن‌ها انجام می‌شود. اینجا است که مفاهیمی مانند قفل کردن اکانت و یا تغییر کلمه‌ی عبور و امثال آن انجام می‌شود و نه اینکه به ازای هر برنامه‌ی تهیه شده‌ی برای یک شرکت، آن برنامه راسا اقدام به انجام چنین عملیاتی کند. به این ترتیب می‌توان به امکان استفاده‌ی مجدد از اطلاعات هویت کاربران و سطوح دسترسی آن‌ها در بین تمام برنامه‌های موجود رسید.
همچنین با داشتن یک برنامه‌ی IDP خوب پیاده سازی شده، از توزیع باگ‌های امنیتی مختلف در بین برنامه‌های گوناگون تهیه شده که هر کدام سیستم امنیتی خاص خودشان را دارند، جلوگیری خواهد شد. برای مثال فرض کنید می‌خواهید الگوریتم هش کردن پسوردهای سیستم را که امروز نا امن اعلام شده‌است، تغییر دهید. با داشتن یک IDP، دیگر نیازی نیست تا تمام برنامه‌های خود را برای رفع یک چنین باگ‌هایی، تک تک تغییر دهید.
به علاوه این روزها روش استفاده‌ی از نام کاربری و کلمه‌ی عبور، تنها راه ورود به یک سیستم نیست و استفاده از کلیدهای دیجیتال و یا روش‌های ویژه‌ی ابزارهای موبایل نیز به این لیست اضافه شده‌اند.
حرکت به سمت استاندارد OAuth 2
OAuth 2.0 پروتکلی است استاندارد، برای Authorization امن کاربران، توسط برنامه‌های وب، موبایل و دسکتاپ. به این ترتیب می‌توان امکان دسترسی یک برنامه را به یک API، به نحوی استاندارد و امن میسر ساخت. OAuth 2.0 یک توکن دسترسی (Access token) را تولید می‌کند و در اختیار کلاینت قرار می‌دهد. سپس آن کلاینت با ارسال این توکن به API مدنظر، امکان دسترسی به امکانات مختلف آن‌را خواهد یافت. به علاوه چون ماهیت برنامه‌های کلاینت وب و غیر وب متفاوت است، این استاندارد نحوه‌ی دریافت چنین توکنی را برای برنامه‌های مختلف نیز تعریف می‌کند. به این ترتیب موارد مشترکی مانند تولید و نحوه‌ی انتقال توکن‌ها به کلاینت‌های مختلف توسط این پروتکل استاندارد بیان می‌شود. در این حالت راه‌حل‌های خانگی ما تبدیل به راه‌حل‌هایی می‌شوند که استاندارد OAuth 2.0 را پیاده سازی کرده باشند. بنابراین IDP ما باید بر مبنای این استاندارد تهیه شده باشد. برای مثال IdentityServer که در این سری بررسی خواهد شد و یا Azure Active Directory، نمونه‌ای از IDPهایی هستند که این استاندارد را کاملا پیاده سازی کرده‌اند.
البته باید دقت داشت که این توکن‌های دسترسی، تنها سطوح دسترسی به منابع API را مشخص می‌کنند و یا به عبارتی عملیات Authorization توسط آن‌ها میسر می‌شود. عملیات ورود به سیستم اصطلاحا Authentication نام دارد و توسط استاندارد دیگری به نام OpenID Connect مدیریت می‌شود.
حرکت به سمت استاندارد OpenID Connect
OpenID Connect یک لایه‌ی امنیتی بر فراز پروتکل OAuth 2.0 است که به اختصار به آن OIDC نیز گفته می‌شود. توسط آن یک کلاینت می‌تواند یک Identity token را علاوه بر Access token درخواست کند. از این Identity token برای ورود به برنامه‌ی کلاینت استفاده می‌شود (Authentication) و پس از آن، برنامه‌ی کلاینت بر اساس سطوح دسترسی تعریف شده‌ی در Access token، امکان دسترسی به امکانات مختلف یک API را خواهد یافت (Authorization). همچنین OpenID Connect امکان دسترسی به اطلاعات بیشتری از یک کاربر را نیز میسر می‌کند.
بنابراین OpenID Connect پروتکلی است که در عمل استفاده می‌شود و توسعه دهنده و جایگزین کننده‌ی پروتکل OAuth 2.0 می‌باشد. هرچند ممکن است در بسیاری از منابع صرفا به OAuth 2.0 بپردازند، اما در پشت صحنه با همان OpenID Connect کار می‌کنند.
مزیت دیگر کار با OpenID Connect، عدم الزام به استفاده‌ی از API، در برنامه‌ای خاص و یا قدیمی است. اگر برنامه‌ی وب شما با هیچ نوع API ایی کار نمی‌کند، باز هم می‌توانید از امکانات OpenID Connect بهره‌مند شوید.
امن سازی برنامه‌های وب همواره چالش برانگیز بوده‌است؛ خصوصا این روزها که نیاز است برنامه‌ها، خارج از دیوارهای یک شرکت نیز در دسترس باشند و توسط انواع و اقسام وسایل ارتباطی مورد استفاده قرار گیرند. در سال‌های قبل، عموما برنامه‌های thick clients مانند WPF و WinForms برای شرکت‌ها توسعه داده می‌شدند و یا برنامه‌های وب مانند ASP.NET Web Forms که مبتنی بر سرویس‌ها نبودند. در برنامه‌های ویندوزی، پس از لاگین شخص به شبکه و دومین داخلی شرکت، عموما از روش Windows Authentication برای مشخص سازی سطوح دسترسی کاربران استفاده می‌شود. در برنامه‌های Web Forms نیز بیشتر روش Forms Authentication برای اعتبارسنجی کاربران مرسوم است. امن سازی این نوع برنامه‌ها ساده‌است. عموما بر روی یک دومین ارائه می‌شوند و کوکی‌های اعتبارسنجی کاربران برای ارائه‌ی مباحثی مانند single sign-on (داشتن تنها یک صفحه‌ی لاگین برای دسترسی به تمام برنامه‌های شرکت)، میسر است.
عصر شروع به‌کارگیری سرویس‌های وب
در سال‌های اخیر این شیوه‌ی کاری تغییر کرده و بیشتر بر اساس بکارگیری برنامه‌های مبتنی بر سرویس‌ها شده‌است. برای مثال برای این مورد استاندارد WS-Security مربوط به WCF ارائه شده‌است که باز هم مرتبط است به برنامه‌های یک دومین و یا یک Application pool. اگر تعداد دومین‌ها بیشتر شوند و نیاز به ارتباط امن بین آن‌ها باشد، استاندارد SAML 2.0 مورد استفاده قرار می‌گرفت که هدف از آن، انتقال امن اعتبارسنجی و سطوح دسترسی کاربران بین دومین‌های مختلف است. همانطور که ملاحظه می‌کنید تمام این برنامه‌ها و استانداردها، داخل دیوارهای یک شرکت و یک دومین زندگی می‌کنند.
عصر شروع به‌کارگیری Restful-API's
پس از آن باز هم شیوه‌ی طراحی برنامه‌های تغییر کرد و شروع به ایجاد Restful-API's و HTTP API's کردیم. این‌ها دیگر الزاما داخل یک دومین ارائه نمی‌شوند و گاهی از اوقات حتی تحت کنترل ما هم نیستند. همچنین برنامه‌های ارائه شده نیز دیگر thick clients نیستند و ممکن است برنامه‌های سمت کلاینت Angular و یا حتی موبایل باشند که مستقیما با سرویس‌های API برنامه‌ها کار می‌کنند. حتی ممکن است یک API را طراحی کنیم که با یک API دیگر کار می‌کند.
در این حالت دیگر نمی‌توان این APIها را با نگهداری آن‌ها داخل دیوارهای یک شرکت محافظت کرد. اگر قرار است با یک HTTP API کار کنیم، این API باید عمومی باشد و در اینجا دیگر نمی‌توان از روش Forms Authentication استفاده کرد. زیرا این روش اعتبارسنجی مختص برنامه‌های سمت سرور قرار گرفته‌ی در یک دومین طراحی شده‌است و آنچنان سازگاری با برنامه‌های سمت کلاینت و موبایل خارج از دیوارهای آن ندارد. همچنین ارسال نام کاربری و کلمه‌ی عبور به ازای هر درخواست نیز روشی بسیار بدوی و نا امن است. اینجا است که عصر امن سازی برنامه‌ها به کمک توکن‌ها شروع می‌شود. با استفاده‌ی از توکن‌ها، بجای هر بار ارسال نام کاربری و کلمه‌ی عبور به ازای هر درخواست از API، صرفا لیست سطوح دسترسی امضا شده‌ی به امکاناتی خاص، ارسال می‌شوند.
عصر شروع به‌کارگیری Security Tokens
بنابراین در اینجا نیاز به برنامه‌ای برای تولید توکن‌ها و ارسال آن‌ها به کلاینت‌ها داریم. روش متداول پیاده سازی آن، ساخت یک برنامه‌ی ابتدایی، برای دریافت نام کاربری و کلمه‌ی عبور از کاربران و سپس بازگشت یک JSON Web Token به آن‌ها است که بیانگر سطوح دسترسی آن‌ها به قسمت‌های مختلف برنامه است و کاربران باید این توکن را به ازای هر درخواستی به سمت سرور (بجای نام کاربری و کلمه‌ی عبور و خود) ارسال کنند.
مشکل این روش در اینجا است که آن برنامه‌ی خاص، باید از نام کاربری و کلمه‌ی عبور کاربران مطلع باشد تا بتواند توکن مناسبی را برای آن کاربر خاص تولید کند. هر چند این روش برای یک تک برنامه‌ی خاص بسیار مناسب به نظر می‌رسد، اما در یک شرکت، ده‌ها برنامه مشغول به کارند و به اشتراک گذاری نام کاربری و کلمه‌ی عبور کاربران، با تک تک آن‌ها ایده‌ی مناسبی نیست و پس از مدتی از کنترل خارج خواهد شد. برای مثال کاربری در یک برنامه، کلمه‌ی عبور خود را تغییر می‌دهد اما در برنامه‌ای دیگر خیر و همین مساله‌ی عدم هماهنگی بین برنامه‌ها و همچنین بخش‌های مختلف یک شرکت، مدیریت یک دست برنامه‌ها را تقریبا غیر ممکن می‌کند. همچنین در اینجا برنامه‌های ثالث را نیز باید در نظر داشت که آیا ضروری است آن‌ها به ریز اطلاعات کاربران شرکت دسترسی پیدا کنند؟
به علاوه مشکل دیگر توسعه‌ی این نوع برنامه‌های صدور توکن خانگی، اختراع مجدد چرخ است. در اینجا برای بهبود امنیت برنامه باید منقضی شدن، تمدید، امضای دیجیتال و اعتبارسنجی توکن‌ها را خودمان پیاده سازی کنیم. توسعه‌ی یک چنین سیستمی اگر غیرممکن نباشد، بسیار سخت و پیچیده است و همچنین باید باگ‌های امنیتی ممکن را نیز مدنظر داشت.
بنابراین تا اینجا به این نتیجه رسیده‌ایم که دیگر نمی‌خواهیم مدیریت نام کاربری و کلمه‌ی عبور کاربران را در سطح هیچکدام از برنامه‌های خود انجام دهیم و هیچکدام از آن‌ها قرار نیست دریافت کننده‌ی این اطلاعات باشند. قرار است این کار، به یک تک برنامه‌ی مرکزی مخصوص اینکار منتقل شود و برای اینکار نیاز به پروتکلی امن است که بتوان این توکن‌های تولیدی را ارسال و پردازش کرد.
حرکت به سمت «تامین کننده‌ی هویت مرکزی»
در گذشته، هر تک برنامه‌ای دارای صفحه‌ی لاگین و امکانات مدیریت کاربران آن، تغییر کلمه‌ی عبور، تنظیم مجدد آن و این‌گونه عملیات بود. این‌روزها دیگر چنین کاری مرسوم نیست. این وظیفه‌ی برنامه‌ی شما نیست که بررسی کند کاربر وارد شده‌ی به سیستم کیست و آیا ادعای او صحیح است یا خیر؟ این نوع عملیات وظیفه‌ی یک Identity provider و یا به اختصار IDP است. کار IDP اعتبارسنجی کاربر و در صورت نیاز، ارائه‌ی اثبات هویت کاربر، به برنامه‌ی درخواست کننده‌است.
در یک IDP عملیاتی مانند ثبت کاربران و مدیریت آن‌ها انجام می‌شود. اینجا است که مفاهیمی مانند قفل کردن اکانت و یا تغییر کلمه‌ی عبور و امثال آن انجام می‌شود و نه اینکه به ازای هر برنامه‌ی تهیه شده‌ی برای یک شرکت، آن برنامه راسا اقدام به انجام چنین عملیاتی کند. به این ترتیب می‌توان به امکان استفاده‌ی مجدد از اطلاعات هویت کاربران و سطوح دسترسی آن‌ها در بین تمام برنامه‌های موجود رسید.
همچنین با داشتن یک برنامه‌ی IDP خوب پیاده سازی شده، از توزیع باگ‌های امنیتی مختلف در بین برنامه‌های گوناگون تهیه شده که هر کدام سیستم امنیتی خاص خودشان را دارند، جلوگیری خواهد شد. برای مثال فرض کنید می‌خواهید الگوریتم هش کردن پسوردهای سیستم را که امروز نا امن اعلام شده‌است، تغییر دهید. با داشتن یک IDP، دیگر نیازی نیست تا تمام برنامه‌های خود را برای رفع یک چنین باگ‌هایی، تک تک تغییر دهید.
به علاوه این روزها روش استفاده‌ی از نام کاربری و کلمه‌ی عبور، تنها راه ورود به یک سیستم نیست و استفاده از کلیدهای دیجیتال و یا روش‌های ویژه‌ی ابزارهای موبایل نیز به این لیست اضافه شده‌اند.
حرکت به سمت استاندارد OAuth 2
OAuth 2.0 پروتکلی است استاندارد، برای Authorization امن کاربران، توسط برنامه‌های وب، موبایل و دسکتاپ. به این ترتیب می‌توان امکان دسترسی یک برنامه را به یک API، به نحوی استاندارد و امن میسر ساخت. OAuth 2.0 یک توکن دسترسی (Access token) را تولید می‌کند و در اختیار کلاینت قرار می‌دهد. سپس آن کلاینت با ارسال این توکن به API مدنظر، امکان دسترسی به امکانات مختلف آن‌را خواهد یافت. به علاوه چون ماهیت برنامه‌های کلاینت وب و غیر وب متفاوت است، این استاندارد نحوه‌ی دریافت چنین توکنی را برای برنامه‌های مختلف نیز تعریف می‌کند. به این ترتیب موارد مشترکی مانند تولید و نحوه‌ی انتقال توکن‌ها به کلاینت‌های مختلف توسط این پروتکل استاندارد بیان می‌شود. در این حالت راه‌حل‌های خانگی ما تبدیل به راه‌حل‌هایی می‌شوند که استاندارد OAuth 2.0 را پیاده سازی کرده باشند. بنابراین IDP ما باید بر مبنای این استاندارد تهیه شده باشد. برای مثال IdentityServer که در این سری بررسی خواهد شد و یا Azure Active Directory، نمونه‌ای از IDPهایی هستند که این استاندارد را کاملا پیاده سازی کرده‌اند.
البته باید دقت داشت که این توکن‌های دسترسی، تنها سطوح دسترسی به منابع API را مشخص می‌کنند و یا به عبارتی عملیات Authorization توسط آن‌ها میسر می‌شود. عملیات ورود به سیستم اصطلاحا Authentication نام دارد و توسط استاندارد دیگری به نام OpenID Connect مدیریت می‌شود.
حرکت به سمت استاندارد OpenID Connect
OpenID Connect یک لایه‌ی امنیتی بر فراز پروتکل OAuth 2.0 است که به اختصار به آن OIDC نیز گفته می‌شود. توسط آن یک کلاینت می‌تواند یک Identity token را علاوه بر Access token درخواست کند. از این Identity token برای ورود به برنامه‌ی کلاینت استفاده می‌شود (Authentication) و پس از آن، برنامه‌ی کلاینت بر اساس سطوح دسترسی تعریف شده‌ی در Access token، امکان دسترسی به امکانات مختلف یک API را خواهد یافت (Authorization). همچنین OpenID Connect امکان دسترسی به اطلاعات بیشتری از یک کاربر را نیز میسر می‌کند.
بنابراین OpenID Connect پروتکلی است که در عمل استفاده می‌شود و توسعه دهنده و جایگزین کننده‌ی پروتکل OAuth 2.0 می‌باشد. هرچند ممکن است در بسیاری از منابع صرفا به OAuth 2.0 بپردازند، اما در پشت صحنه با همان OpenID Connect کار می‌کنند.
مزیت دیگر کار با OpenID Connect، عدم الزام به استفاده‌ی از API، در برنامه‌ای خاص و یا قدیمی است. اگر برنامه‌ی وب شما با هیچ نوع API ایی کار نمی‌کند، باز هم می‌توانید از امکانات OpenID Connect بهره‌مند شوید.
