Logowanie CAS – Kompleksowy Przewodnik po Centralnym Systemie Uwierzytelniania

Central Authentication Service, szerzej znany jako CAS, to protokół oraz oprogramowanie realizujące mechanizm pojedynczego logowania (Single Sign-On, SSO). Rozwiązanie to od lat cieszy się popularnością w środowiskach akademickich, korporacyjnych oraz instytucjach publicznych, umożliwiając użytkownikom dostęp do wielu aplikacji po jednorazowym uwierzytelnieniu. Zrozumienie zasad działania, architektury oraz procesu konfiguracji logowania CAS jest kluczowe dla administratorów systemów, deweloperów oraz specjalistów ds. bezpieczeństwa IT.

Co to jest CAS i dlaczego logowanie za jego pomocą jest kluczowe?

CAS, czyli Central Authentication Service, to otwarty protokół uwierzytelniania stworzony pierwotnie na Uniwersytecie Yale. Jego głównym celem jest umożliwienie użytkownikowi jednorazowego zalogowania się (Single Sign-On) i uzyskania dostępu do wielu niezależnych aplikacji internetowych bez konieczności ponownego wprowadzania poświadczeń. W praktyce oznacza to, że po pomyślnym logowaniu CAS do jednej zintegrowanej usługi, użytkownik może płynnie przechodzić do innych, również chronionych przez ten sam serwer CAS, bez potrzeby kolejnych ekranów logowania.

Kluczowe korzyści płynące z wdrożenia centralnego systemu uwierzytelniania, jakim jest CAS, obejmują:

• Wygoda użytkownika: Znaczące uproszczenie procesu dostępu do zasobów. Użytkownik zapamiętuje i wprowadza tylko jedno hasło.
• Zwiększone bezpieczeństwo: Uwierzytelnianie odbywa się w jednym, centralnym i dobrze zabezpieczonym punkcie. Aplikacje klienckie nigdy nie mają bezpośredniego dostępu do haseł użytkowników. Zmniejsza to ryzyko wycieku poświadczeń z mniej bezpiecznych aplikacji.
• Uproszczone zarządzanie tożsamością: Centralizacja zarządzania kontami użytkowników, politykami haseł i mechanizmami odzyskiwania dostępu.
• Redukcja kosztów wsparcia IT: Mniejsza liczba zgłoszeń dotyczących zapomnianych haseł czy problemów z logowaniem do poszczególnych systemów.

Systemy CAS najczęściej spotykane są w:

• Instytucjach edukacyjnych: Uniwersytety i szkoły wyższe wykorzystują CAS do zabezpieczania dostępu do systemów dziekanatowych (np. USOS), platform e-learningowych (np. Moodle), poczty elektronicznej, systemów bibliotecznych i innych usług studenckich.
• Dużych przedsiębiorstwach: Korporacje stosują CAS do integracji wewnętrznych aplikacji, portali pracowniczych, systemów CRM czy ERP.
• Sektorze publicznym: Urzędy i agencje rządowe mogą wykorzystywać CAS do ujednolicenia dostępu do usług dla obywateli lub pracowników.

Popularną i aktywnie rozwijaną implementacją serwera CAS jest projekt Apereo CAS, który oferuje szeroki wachlarz funkcji i możliwości konfiguracji.

Jak przebiega proces logowania CAS? Krok po kroku

Zrozumienie przepływu uwierzytelniania w systemie CAS jest fundamentalne. Proces ten, choć może wydawać się skomplikowany, został zaprojektowany z myślą o bezpieczeństwie i efektywności. Oto jego typowy przebieg:

1. Próba dostępu do aplikacji: Użytkownik otwiera w przeglądarce aplikację (nazywaną dostawcą usługi – Service Provider, SP), która jest zintegrowana z systemem CAS.
2. Przekierowanie do serwera CAS: Aplikacja SP wykrywa, że użytkownik nie jest uwierzytelniony. Przeglądarka użytkownika zostaje automatycznie przekierowana na stronę logowania centralnego serwera CAS (Identity Provider, IdP). Do adresu URL przekierowania dołączany jest parametr identyfikujący usługę (service), do której użytkownik pierwotnie próbował uzyskać dostęp.
3. Uwierzytelnienie na serwerze CAS: Użytkownik na stronie serwera CAS wprowadza swoje poświadczenia (np. login i hasło).
4. Weryfikacja poświadczeń i utworzenie sesji SSO: Serwer CAS weryfikuje poprawność danych, np. poprzez odpytanie bazy danych użytkowników (LDAP, Active Directory, itp.). Jeśli uwierzytelnienie jest pomyślne:
   • Serwer CAS generuje unikalny bilet główny (Ticket Granting Ticket, TGT). TGT jest przechowywany w bezpiecznym ciasteczku (cookie) w przeglądarce użytkownika, powiązanym z domeną serwera CAS. Ten bilet jest dowodem na pomyślne zalogowanie i umożliwia uzyskanie dostępu do innych usług bez ponownego wpisywania hasła.
5. Wygenerowanie biletu serwisowego i przekierowanie zwrotne: Serwer CAS generuje jednorazowy bilet serwisowy (Service Ticket, ST) specyficzny dla aplikacji, do której użytkownik chciał uzyskać dostęp. Następnie przeglądarka użytkownika jest przekierowywana z powrotem do aplikacji SP. Bilet ST jest dołączany jako parametr w adresie URL (np. https://aplikacja.przyklad.pl/cas_callback?ticket=ST-12345-abcdefgh).
6. Walidacja biletu serwisowego przez aplikację: Aplikacja SP otrzymuje bilet ST. Aby potwierdzić jego autentyczność, aplikacja SP (jej backend) komunikuje się bezpośrednio z serwerem CAS (poza przeglądarką użytkownika), wysyłając zapytanie walidacyjne zawierające otrzymany bilet ST oraz identyfikator usługi.
7. Odpowiedź serwera CAS: Serwer CAS sprawdza ważność biletu ST. Jeśli bilet jest poprawny, niezużyty i przeznaczony dla tej usługi, serwer CAS potwierdza jego ważność i zwraca aplikacji SP informacje o uwierzytelnionym użytkowniku (np. jego identyfikator, ewentualnie dodatkowe atrybuty). Po tej operacji bilet ST jest unieważniany.
8. Udzielenie dostępu: Po pomyślnej walidacji biletu ST, aplikacja SP tworzy własną sesję dla użytkownika i udziela mu dostępu do swoich zasobów.

Jeśli użytkownik, posiadając już aktywny TGT (czyli aktywną sesję SSO na serwerze CAS), spróbuje uzyskać dostęp do innej aplikacji zintegrowanej z tym samym serwerem CAS, kroki 2-4 są pomijane. Serwer CAS, rozpoznając ważny TGT, automatycznie wygeneruje nowy bilet ST dla tej nowej aplikacji i przekieruje użytkownika (krok 5), co zapewnia płynne doświadczenie SSO.

Niezwykle istotne jest, aby cała komunikacja z serwerem CAS oraz pomiędzy aplikacją a serwerem CAS podczas walidacji biletu odbywała się poprzez szyfrowane połączenie HTTPS. Chroni to przed podsłuchem i przechwyceniem wrażliwych danych, w tym biletów.

Architektura i komponenty systemu CAS

System CAS składa się z kilku kluczowych elementów, które współpracują ze sobą, aby zapewnić bezpieczne i efektywne logowanie CAS.

Serwer CAS

Jest to centralny komponent systemu, odpowiedzialny za:

• Prezentowanie interfejsu logowania użytkownikowi.
• Uwierzytelnianie użytkowników na podstawie skonfigurowanych źródeł tożsamości (tzw. Authentication Handlers).
• Generowanie, zarządzanie i walidację biletów (TGT i ST).
• Utrzymywanie rejestru usług (Service Registry), czyli listy aplikacji uprawnionych do korzystania z CAS.
• Opcjonalnie: obsługa zaawansowanych funkcji, takich jak uwierzytelnianie wieloskładnikowe (MFA), delegowane uwierzytelnianie, czy uwalnianie atrybutów użytkownika.

Najpopularniejszą implementacją serwera CAS jest Apereo CAS, rozwijany jako oprogramowanie open source, napisany w języku Java i działający w kontenerze serwletów (np. Apache Tomcat).

Klient CAS

Klient CAS to biblioteka lub moduł integrowany z aplikacją (SP), która ma korzystać z centralnego uwierzytelniania. Zadania klienta CAS obejmują:

• Wykrywanie nieautoryzowanego dostępu i przekierowywanie użytkownika do serwera CAS.
• Odbieranie biletu ST po powrocie użytkownika z serwera CAS.
• Komunikację z serwerem CAS w celu walidacji biletu ST.
• Pobieranie identyfikatora użytkownika (i ewentualnie atrybutów) po pomyślnej walidacji.
• Zarządzanie lokalną sesją użytkownika w aplikacji.
• Opcjonalnie: obsługa wylogowania (Single Log-Out).

Dostępne są biblioteki klienckie CAS dla wielu popularnych języków programowania i platform, w tym:

• Java (np. Spring Security CAS Client, Jasig Java CAS Client)
• PHP (np. phpCAS, moduły dla frameworków Symfony, Laravel)
• Python (np. python-cas, django-cas-ng)
• Ruby (np. rubycas-client)
• .NET (np. CasDotNetClient)
• Node.js (np. connect-cas)
• Moduły dla serwerów WWW (np. mod_auth_cas dla Apache HTTP Server)

Protokoły CAS

Protokół CAS ewoluował na przestrzeni lat, wprowadzając nowe funkcje i usprawnienia:

• CAS 1.0: Podstawowa wersja protokołu. Po pomyślnej walidacji biletu ST, serwer CAS zwracał jedynie identyfikator użytkownika w postaci tekstowej.
• CAS 2.0: Wprowadził odpowiedź walidacyjną w formacie XML, co umożliwiło przekazywanie dodatkowych atrybutów użytkownika. Dodał również obsługę uwierzytelniania proxy (Proxy Authentication), pozwalającą usłudze na uzyskanie biletu do innej usługi w imieniu użytkownika.
• CAS 3.0: Rozszerzenie CAS 2.0, oferujące bardziej elastyczne mechanizmy uwalniania atrybutów i ulepszoną obsługę proxy.
• Wsparcie dla SAML: Nowoczesne serwery CAS (np. Apereo CAS) mogą również pełnić rolę dostawcy tożsamości SAML 1.1 lub SAML 2.0, co zwiększa ich interoperacyjność z innymi systemami.

Repozytorium użytkowników

Serwer CAS sam w sobie zazwyczaj nie przechowuje poświadczeń użytkowników. Zamiast tego integruje się z istniejącymi repozytoriami tożsamości za pomocą tzw. „Authentication Handlers”. Najczęściej wykorzystywane źródła to:

• LDAP (np. OpenLDAP, Microsoft Active Directory)
• Bazy danych JDBC (np. PostgreSQL, MySQL, Oracle)
• RADIUS
• Systemy uwierzytelniania oparte na plikach (np. dla celów testowych)
• Inne systemy IdM poprzez niestandardowe integracje

Konfiguracja i wdrażanie logowania CAS w praktyce

Implementacja systemu logowania CAS wymaga starannego planowania i konfiguracji zarówno serwera CAS, jak i aplikacji klienckich. Poniżej przedstawiono ogólny zarys tego procesu, skupiając się na popularnym serwerze Apereo CAS.

Wybór i instalacja serwera CAS

Apereo CAS jest najczęściej wybieraną platformą serwerową. Jego instalacja zazwyczaj obejmuje:

• Spełnienie wymagań wstępnych: Zainstalowana Java Development Kit (JDK) w odpowiedniej wersji oraz kontener serwletów (np. Apache Tomcat, Jetty).
• Pobranie dystrybucji Apereo CAS (często w postaci pliku WAR) lub budowa ze źródeł przy użyciu narzędzi takich jak Maven lub Gradle.
• Wdrożenie aplikacji CAS (pliku WAR) do kontenera serwletów.

Podstawowa konfiguracja serwera CAS

Konfiguracja Apereo CAS odbywa się głównie poprzez pliki właściwości (np. cas.properties, application.yml) oraz opcjonalnie poprzez modyfikację komponentów Spring (jeśli wymagana jest głębsza customizacja).

1. Konfiguracja SSL/TLS: Serwer CAS musi działać pod HTTPS. Należy skonfigurować certyfikat SSL/TLS dla domeny, pod którą serwer CAS będzie dostępny. Certyfikat powinien być wystawiony przez zaufany urząd certyfikacji (CA) lub, w środowiskach wewnętrznych, przez własne CA, którego certyfikat główny jest zaufany przez klientów i aplikacje.
2. Definiowanie źródeł uwierzytelniania (Authentication Handlers): Należy skonfigurować, jak CAS ma weryfikować poświadczenia użytkowników. Przykładowo, dla integracji z LDAP, trzeba podać adres serwera LDAP, dane dostępowe (bind DN i hasło), bazę wyszukiwania użytkowników (base DN), filtr wyszukiwania itp.

   
   # Przykład konfiguracji LDAP w cas.properties
   cas.authn.ldap[0].type=AUTHENTICATED
   cas.authn.ldap[0].ldapUrl=ldap://ldap.example.com
   cas.authn.ldap[0].useSsl=false
   cas.authn.ldap[0].baseDn=ou=users,dc=example,dc=com
   cas.authn.ldap[0].userFilter=uid={user}
   cas.authn.ldap[0].bindDn=cn=admin,dc=example,dc=com
   cas.authn.ldap[0].bindCredential=adminpassword
               

3. Konfiguracja rejestru usług (Service Registry): To kluczowy element. Należy zdefiniować listę aplikacji (usług), które są uprawnione do korzystania z tego serwera CAS. Dla każdej usługi podaje się jej unikalny identyfikator (zazwyczaj URL aplikacji lub wzorzec URL) oraz opcjonalnie polityki dotyczące np. uwalniania atrybutów. Rejestr usług może być przechowywany w plikach JSON/YAML, bazie danych JDBC, LDAP lub innych backendach.

   Przykład definicji usługi w formacie JSON: