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SSO Keys

2021-08-15

0. 前言

这篇来讲讲 SSO security 相关的知识。

1. 两对 key

  1. SP 有一对 public key 和 private key
  2. IdP 有一对 public key 和 private key

SAML AuthnRequest

这个 request 是 SP 发送给 IdP 的，那么 SP 需要 sign 这个 request。

Sign 的时候用哪个 key 呢？

答案是：用 SP 的 private key，IdP 会用 SP 的 public key 去验证签名。

SAML Response

这个 response 是 IdP 回复给 SP 的，IdP 需要用自己的 private key 去签名，然后 SP 用 IdP 的 public key 去验证签名。

小结

双方互换公钥，发消息的那方用私钥加密，收消息的那方用公钥解密。

最常用的 signing algorithm 是 RSA with SHA-256。

2. SAML Request & Response

SAML AuthnRequest 和 SAML Response 都包含 SAML Assertion。

Request

SAML Authentication Example - SAML AuthnRequest Examples | SAMLTool.com 

<samlp:AuthnRequest xmlns:samlp="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:protocol" xmlns:saml="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:assertion" ID="ONELOGIN_809707f0030a5d00620c9d9df97f627afe9dcc24" Version="2.0" ProviderName="SP test" IssueInstant="2014-07-16T23:52:45Z" Destination="http://idp.example.com/SSOService.php" ProtocolBinding="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:bindings:HTTP-POST" AssertionConsumerServiceURL="http://sp.example.com/demo1/index.php?acs">
  <saml:Issuer>http://sp.example.com/demo1/metadata.php</saml:Issuer>
  <samlp:NameIDPolicy Format="urn:oasis:names:tc:SAML:1.1:nameid-format:emailAddress" AllowCreate="true"/>
  <samlp:RequestedAuthnContext Comparison="exact">
    <saml:AuthnContextClassRef>urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:ac:classes:PasswordProtectedTransport</saml:AuthnContextClassRef>
  </samlp:RequestedAuthnContext>
</samlp:AuthnRequest>

Response

SAML Response Examples - SAML Assertion Example | SAMLTool.com 

<samlp:Response xmlns:samlp="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:protocol" xmlns:saml="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:assertion" ID="_8e8dc5f69a98cc4c1ff3427e5ce34606fd672f91e6" Version="2.0" IssueInstant="2014-07-17T01:01:48Z" Destination="http://sp.example.com/demo1/index.php?acs" InResponseTo="ONELOGIN_4fee3b046395c4e751011e97f8900b5273d56685">
  <saml:Issuer>http://idp.example.com/metadata.php</saml:Issuer>
  <samlp:Status>
    <samlp:StatusCode Value="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:status:Success"/>
  </samlp:Status>
  <saml:Assertion xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" ID="_d71a3a8e9fcc45c9e9d248ef7049393fc8f04e5f75" Version="2.0" IssueInstant="2014-07-17T01:01:48Z">
    <saml:Issuer>http://idp.example.com/metadata.php</saml:Issuer>
    <saml:Subject>
      <saml:NameID SPNameQualifier="http://sp.example.com/demo1/metadata.php" Format="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:nameid-format:transient">_ce3d2948b4cf20146dee0a0b3dd6f69b6cf86f62d7</saml:NameID>
      <saml:SubjectConfirmation Method="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:cm:bearer">
        <saml:SubjectConfirmationData NotOnOrAfter="2024-01-18T06:21:48Z" Recipient="http://sp.example.com/demo1/index.php?acs" InResponseTo="ONELOGIN_4fee3b046395c4e751011e97f8900b5273d56685"/>
      </saml:SubjectConfirmation>
    </saml:Subject>
    <saml:Conditions NotBefore="2014-07-17T01:01:18Z" NotOnOrAfter="2024-01-18T06:21:48Z">
      <saml:AudienceRestriction>
        <saml:Audience>http://sp.example.com/demo1/metadata.php</saml:Audience>
      </saml:AudienceRestriction>
    </saml:Conditions>
    <saml:AuthnStatement AuthnInstant="2014-07-17T01:01:48Z" SessionNotOnOrAfter="2024-07-17T09:01:48Z" SessionIndex="_be9967abd904ddcae3c0eb4189adbe3f71e327cf93">
      <saml:AuthnContext>
        <saml:AuthnContextClassRef>urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:ac:classes:Password</saml:AuthnContextClassRef>
      </saml:AuthnContext>
    </saml:AuthnStatement>
    <saml:AttributeStatement>
      <saml:Attribute Name="uid" NameFormat="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:attrname-format:basic">
        <saml:AttributeValue xsi:type="xs:string">test</saml:AttributeValue>
      </saml:Attribute>
      <saml:Attribute Name="mail" NameFormat="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:attrname-format:basic">
        <saml:AttributeValue xsi:type="xs:string">[email protected]</saml:AttributeValue>
      </saml:Attribute>
      <saml:Attribute Name="eduPersonAffiliation" NameFormat="urn:oasis:names:tc:SAML:2.0:attrname-format:basic">
        <saml:AttributeValue xsi:type="xs:string">users</saml:AttributeValue>
        <saml:AttributeValue xsi:type="xs:string">examplerole1</saml:AttributeValue>
      </saml:Attribute>
    </saml:AttributeStatement>
  </saml:Assertion>
</samlp:Response>

签哪里？

默认是双方都在 SAML Assertion 上签名，也可以选择签整个 Request 和整个 Response。

Best Practice: Assertion 单独签名 + 整个 Request/Response 签名。

为什么？Assertion 需要被重复使用，所以最好是单独签一个，而签整个 request/response 也可以防止黑客获取数据，修改一些 xml attributes。

We can protect the message, we can trust both the entire protocol message while also being able to reuse assertions.

3. 签名和加密的区别

Signing is producing a “hash” with your private key that can be verified with your public key. The text is sent in the clear. Encrypting uses the receiver’s public key to encrypt the data; decoding is done with their private key. So, the use of keys is not reversed (otherwise your private key wouldn’t be private anymore!).

签名：自己私钥加密，对方用公钥解密；

加密：用对方公钥加密，对方用私钥解密；

加密版 SAML Assertion

不光要用自己的 private key 去签名，还要用对方的 public key 去加密 assertion。

不过 SAML assertion 本来就是通过 HTTPS 传输的，所以也不是明文。

注：Azure Enterprise Application 提供这个额外的功能。