src/edu/internet2/middleware/shibboleth/idp/authn/AuthenticationEngine.java

   1 /*
   2  * Copyright [2006] [University Corporation for Advanced Internet Development, Inc.]
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 package edu.internet2.middleware.shibboleth.idp.authn;
  18
  19 import java.io.IOException;
  20 import java.net.InetAddress;
  21 import java.net.UnknownHostException;
  22 import java.util.List;
  23
  24 import javax.security.auth.Subject;
  25 import javax.servlet.RequestDispatcher;
  26 import javax.servlet.ServletException;
  27 import javax.servlet.http.HttpServlet;
  28 import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
  29 import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
  30 import javax.servlet.http.HttpSession;
  31
  32 import org.joda.time.DateTime;
  33 import org.opensaml.xml.util.DatatypeHelper;
  34 import org.opensaml.xml.util.Pair;
  35 import org.slf4j.Logger;
  36 import org.slf4j.LoggerFactory;
  37
  38 import edu.internet2.middleware.shibboleth.common.session.SessionManager;
  39 import edu.internet2.middleware.shibboleth.common.util.HttpHelper;
  40 import edu.internet2.middleware.shibboleth.idp.profile.IdPProfileHandlerManager;
  41 import edu.internet2.middleware.shibboleth.idp.session.AuthenticationMethodInformation;
  42 import edu.internet2.middleware.shibboleth.idp.session.ServiceInformation;
  43 import edu.internet2.middleware.shibboleth.idp.session.Session;
  44 import edu.internet2.middleware.shibboleth.idp.session.impl.AuthenticationMethodInformationImpl;
  45 import edu.internet2.middleware.shibboleth.idp.session.impl.ServiceInformationImpl;
  46
  47 /**
  48  * Manager responsible for handling authentication requests.
  49  */
  50 public class AuthenticationEngine extends HttpServlet {
  51
  52     /** Serial version UID. */
  53     private static final long serialVersionUID = 8494202791991613148L;
  54
  55     /** Class logger. */
  56     private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(AuthenticationEngine.class);
  57
  58     /**
  59      * Gets the manager used to retrieve handlers for requests.
  60      *
  61      * @return manager used to retrieve handlers for requests
  62      */
  63     public IdPProfileHandlerManager getProfileHandlerManager() {
  64         return (IdPProfileHandlerManager) getServletContext().getAttribute("handlerManager");
  65     }
  66
  67     /**
  68      * Gets the session manager to be used.
  69      *
  70      * @return session manager to be used
  71      */
  72     @SuppressWarnings("unchecked")
  73     public SessionManager<Session> getSessionManager() {
  74         return (SessionManager<Session>) getServletContext().getAttribute("sessionManager");
  75     }
  76
  77     /**
  78      * Returns control back to the authentication engine.
  79      *
  80      * @param httpRequest current http request
  81      * @param httpResponse current http response
  82      */
  83     public static void returnToAuthenticationEngine(HttpServletRequest httpRequest, HttpServletResponse httpResponse) {
  84         LOG.debug("Returning control to authentication engine");
  85         HttpSession httpSession = httpRequest.getSession();
  86         LoginContext loginContext = (LoginContext) httpSession.getAttribute(LoginContext.LOGIN_CONTEXT_KEY);
  87         if (loginContext == null) {
  88             LOG.error("User HttpSession did not contain a login context.  Unable to return to authentication engine");
  89         }
  90         forwardRequest(loginContext.getAuthenticationEngineURL(), httpRequest, httpResponse);
  91     }
  92
  93     /**
  94      * Returns control back to the profile handler that invoked the authentication engine.
  95      *
  96      * @param loginContext current login context
  97      * @param httpRequest current http request
  98      * @param httpResponse current http response
  99      */
 100     public static void returnToProfileHandler(LoginContext loginContext, HttpServletRequest httpRequest,
 101             HttpServletResponse httpResponse) {
 102         LOG.debug("Returning control to profile handler at: {}", loginContext.getProfileHandlerURL());
 103         forwardRequest(loginContext.getProfileHandlerURL(), httpRequest, httpResponse);
 104     }
 105
 106     /**
 107      * Forwards a request to the given path.
 108      *
 109      * @param forwardPath path to forward the request to
 110      * @param httpRequest current HTTP request
 111      * @param httpResponse current HTTP response
 112      */
 113     protected static void forwardRequest(String forwardPath, HttpServletRequest httpRequest,
 114             HttpServletResponse httpResponse) {
 115         try {
 116             RequestDispatcher dispatcher = httpRequest.getRequestDispatcher(forwardPath);
 117             dispatcher.forward(httpRequest, httpResponse);
 118             return;
 119         } catch (IOException e) {
 120             LOG.error("Unable to return control back to authentication engine", e);
 121         } catch (ServletException e) {
 122             LOG.error("Unable to return control back to authentication engine", e);
 123         }
 124     }
 125
 126     /** {@inheritDoc} */
 127     @SuppressWarnings("unchecked")
 128     protected void service(HttpServletRequest httpRequest, HttpServletResponse httpResponse) throws ServletException,
 129             IOException {
 130         LOG.debug("Processing incoming request");
 131
 132         if (httpResponse.isCommitted()) {
 133             LOG.error("HTTP Response already committed");
 134         }
 135
 136         HttpSession httpSession = httpRequest.getSession();
 137         LoginContext loginContext = (LoginContext) httpSession.getAttribute(LoginContext.LOGIN_CONTEXT_KEY);
 138         if (loginContext == null) {
 139             LOG.error("Incoming request does not have attached login context");
 140             throw new ServletException("Incoming request does not have attached login context");
 141         }
 142
 143         if (!loginContext.getAuthenticationAttempted()) {
 144             String shibSessionId = (String) httpSession.getAttribute(Session.HTTP_SESSION_BINDING_ATTRIBUTE);
 145             Session shibSession = getSessionManager().getSession(shibSessionId);
 146
 147             if (shibSession != null) {
 148                 AuthenticationMethodInformation authenticationMethod = getUsableExistingAuthenticationMethod(
 149                         loginContext, shibSession);
 150                 if (authenticationMethod != null) {
 151                     LOG
 152                             .debug(
 153                                     "An active authentication method is applicable for relying party.  "
 154                                             + "Using authentication method {} as authentication method to relying party without re-authenticating user.",
 155                                     authenticationMethod.getAuthenticationMethod());
 156                     authenticateUserWithActiveMethod(httpRequest, httpResponse, authenticationMethod);
 157                 }
 158             }
 159
 160             LOG.debug("No active authentication method is applicable for relying party.  "
 161                     + "Authenticating user with to be determined method.");
 162             authenticateUserWithoutActiveMethod1(httpRequest, httpResponse);
 163         } else {
 164             LOG.debug("Request returned from authentication handler, completing authentication process.");
 165             authenticateUserWithoutActiveMethod2(httpRequest, httpResponse);
 166         }
 167
 168         return;
 169     }
 170
 171     /**
 172      * Completes the authentication request using an existing, active, authentication method for the current user.
 173      *
 174      * @param httpRequest current HTTP request
 175      * @param httpResponse current HTTP response
 176      * @param authenticationMethod authentication method to use to complete the request
 177      */
 178     protected void authenticateUserWithActiveMethod(HttpServletRequest httpRequest, HttpServletResponse httpResponse,
 179             AuthenticationMethodInformation authenticationMethod) {
 180         HttpSession httpSession = httpRequest.getSession();
 181
 182         String shibSessionId = (String) httpSession.getAttribute(Session.HTTP_SESSION_BINDING_ATTRIBUTE);
 183         Session shibSession = getSessionManager().getSession(shibSessionId);
 184
 185         LOG.debug("Populating login context with existing session and authentication method information.");
 186         LoginContext loginContext = (LoginContext) httpSession.getAttribute(LoginContext.LOGIN_CONTEXT_KEY);
 187         loginContext.setAuthenticationDuration(authenticationMethod.getAuthenticationDuration());
 188         loginContext.setAuthenticationInstant(authenticationMethod.getAuthenticationInstant());
 189         loginContext.setAuthenticationMethod(authenticationMethod.getAuthenticationMethod());
 190         loginContext.setPrincipalAuthenticated(true);
 191         loginContext.setPrincipalName(shibSession.getPrincipalName());
 192
 193         ServiceInformation serviceInfo = new ServiceInformationImpl(loginContext.getRelyingPartyId(), new DateTime(),
 194                 authenticationMethod);
 195         shibSession.getServicesInformation().put(serviceInfo.getEntityID(), serviceInfo);
 196
 197         returnToProfileHandler(loginContext, httpRequest, httpResponse);
 198     }
 199
 200     /**
 201      * Performs the first part of user authentication. An authentication handler is determined, the login context is
 202      * populated with some initial information, and control is forward to the selected handler so that it may
 203      * authenticate the user.
 204      *
 205      * @param httpRequest current HTTP request
 206      * @param httpResponse current HTTP response
 207      */
 208     protected void authenticateUserWithoutActiveMethod1(HttpServletRequest httpRequest, HttpServletResponse httpResponse) {
 209         HttpSession httpSession = httpRequest.getSession();
 210         LoginContext loginContext = (LoginContext) httpSession.getAttribute(LoginContext.LOGIN_CONTEXT_KEY);
 211         LOG.debug("Selecting appropriate authentication method for request.");
 212         Pair<String, LoginHandler> handler = getProfileHandlerManager().getAuthenticationHandler(loginContext);
 213
 214         if (handler == null) {
 215             loginContext.setPrincipalAuthenticated(false);
 216             loginContext.setAuthenticationFailureMessage("No AuthenticationHandler satisfys the request from: "
 217                     + loginContext.getRelyingPartyId());
 218             LOG.error("No AuthenticationHandler satisfies the request from relying party: "
 219                     + loginContext.getRelyingPartyId());
 220             returnToProfileHandler(loginContext, httpRequest, httpResponse);
 221             return;
 222         }
 223
 224         LOG.debug("Authentication method {} will be used to authenticate user.", handler.getFirst());
 225         loginContext.setAuthenticationAttempted();
 226         loginContext.setAuthenticationDuration(handler.getSecond().getAuthenticationDuration());
 227         loginContext.setAuthenticationMethod(handler.getFirst());
 228         loginContext.setAuthenticationEngineURL(HttpHelper.getRequestUriWithoutContext(httpRequest));
 229
 230         LOG.debug("Transferring control to authentication handler of type: {}", handler.getSecond().getClass()
 231                 .getName());
 232         handler.getSecond().login(httpRequest, httpResponse);
 233     }
 234
 235     /**
 236      * Performs the second part of user authentication. The principal name set by the authentication handler is
 237      * retrieved and pushed in to the login context, a Shibboleth session is created if needed, information indicating
 238      * that the user has logged into the service is recorded and finally control is returned back to the profile
 239      * handler.
 240      *
 241      * @param httpRequest current HTTP request
 242      * @param httpResponse current HTTP response
 243      */
 244     protected void authenticateUserWithoutActiveMethod2(HttpServletRequest httpRequest, HttpServletResponse httpResponse) {
 245         HttpSession httpSession = httpRequest.getSession();
 246
 247         String principalName = (String) httpRequest.getAttribute(LoginHandler.PRINCIPAL_NAME_KEY);
 248         LoginContext loginContext = (LoginContext) httpSession.getAttribute(LoginContext.LOGIN_CONTEXT_KEY);
 249         if (DatatypeHelper.isEmpty(principalName)) {
 250             loginContext.setPrincipalAuthenticated(false);
 251             loginContext.setAuthenticationFailureMessage("No principal name returned from authentication handler.");
 252             LOG.error("No principal name returned from authentication method: "
 253                     + loginContext.getAuthenticationMethod());
 254             returnToProfileHandler(loginContext, httpRequest, httpResponse);
 255             return;
 256         }
 257         loginContext.setPrincipalName(principalName);
 258         loginContext.setAuthenticationInstant(new DateTime());
 259
 260         String shibSessionId = (String) httpSession.getAttribute(Session.HTTP_SESSION_BINDING_ATTRIBUTE);
 261         Session shibSession = getSessionManager().getSession(shibSessionId);
 262
 263         if (shibSession == null) {
 264             LOG.debug("Creating shibboleth session for principal {}", principalName);
 265
 266             InetAddress addr;
 267             try {
 268                 addr = InetAddress.getByName(httpRequest.getRemoteAddr());
 269             } catch (UnknownHostException ex) {
 270                 addr = null;
 271             }
 272
 273             shibSession = (Session) getSessionManager().createSession(addr, loginContext.getPrincipalName());
 274             loginContext.setSessionID(shibSession.getSessionID());
 275             httpSession.setAttribute(Session.HTTP_SESSION_BINDING_ATTRIBUTE, shibSession.getSessionID());
 276         }
 277
 278         LOG.debug("Recording authentication and service information in Shibboleth session for principal: {}",
 279                 principalName);
 280         Subject subject = (Subject) httpRequest.getAttribute(LoginHandler.SUBJECT_KEY);
 281         AuthenticationMethodInformation authnMethodInfo = new AuthenticationMethodInformationImpl(subject, loginContext
 282                 .getAuthenticationMethod(), new DateTime(), loginContext.getAuthenticationDuration());
 283
 284         shibSession.getAuthenticationMethods().put(authnMethodInfo.getAuthenticationMethod(), authnMethodInfo);
 285
 286         ServiceInformation serviceInfo = new ServiceInformationImpl(loginContext.getRelyingPartyId(), new DateTime(),
 287                 authnMethodInfo);
 288         shibSession.getServicesInformation().put(serviceInfo.getEntityID(), serviceInfo);
 289
 290         shibSession.setLastActivityInstant(new DateTime());
 291
 292         returnToProfileHandler(loginContext, httpRequest, httpResponse);
 293     }
 294
 295     /**
 296      * Gets the authentication method, currently active for the user, that also meets the requirements expressed by the
 297      * login context. If a method is returned the user does not need to authenticate again, if null is returned then the
 298      * user must be authenticated.
 299      *
 300      * @param loginContext user login context
 301      * @param shibSession user's shibboleth session
 302      *
 303      * @return active authentication method that meets authentication requirements or null
 304      */
 305     protected AuthenticationMethodInformation getUsableExistingAuthenticationMethod(LoginContext loginContext,
 306             Session shibSession) {
 307         if (loginContext.getForceAuth() || shibSession == null) {
 308             return null;
 309         }
 310
 311         List<String> preferredAuthnMethods = loginContext.getRequestedAuthenticationMethods();
 312
 313         if (preferredAuthnMethods == null || preferredAuthnMethods.size() == 0) {
 314             for (AuthenticationMethodInformation authnMethod : shibSession.getAuthenticationMethods().values()) {
 315                 if (!authnMethod.isExpired()) {
 316                     return authnMethod;
 317                 }
 318             }
 319         } else {
 320             for (String preferredAuthnMethod : preferredAuthnMethods) {
 321                 if (shibSession.getAuthenticationMethods().containsKey(preferredAuthnMethod)) {
 322                     AuthenticationMethodInformation authnMethodInfo = shibSession.getAuthenticationMethods().get(
 323                             preferredAuthnMethod);
 324                     if (!authnMethodInfo.isExpired()) {
 325                         return authnMethodInfo;
 326                     }
 327                 }
 328             }
 329         }
 330
 331         return null;
 332     }
 333 }