Entwicklung eines Leitfadens zur Realisierung sicherer Web Services und Implementierung eines Beispiel-Dienstes
- Art: Diplomarbeit
- Autor: Andreas Görtzen
- Abgabedatum: Januar 2003
- Umfang: 142 Seiten
- Dateigröße: 1,3 MB
- Note: 1,7
- Institution / Hochschule: Fachhochschule Flensburg Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-6864-4
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-6864-4 P - ISBN (CD) :978-3-8324-6864-4 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Görtzen, Andreas Januar 2003: Entwicklung eines Leitfadens zur Realisierung sicherer Web Services und Implementierung eines Beispiel-Dienstes, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: SOAP, XML, Systemintegration, dienstorientierte Architekturen, Sicherheit
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Diplomarbeit von Andreas Görtzen
Zusammenfassung:
Diese Diplomarbeit ist ein Leitfaden zur Umsetzung von Web Services im Rahmen vertrauenswürdiger dienstorientierter Architekturen. Der Leitfaden umfasst die wesentlichen für Web Services grundlegenden und aufbauenden Standards und Technologien in ihrem Zusammenhang. Der Schwerpunkt der Studie besteht in der Darstellung von Sicherheitsmodellen für effiziente Risikominimierung in dienstorientierten Architekturen.
Als Beispiel wird ein Adressdienst als Web Service entworfen und implementiert, der den Schutz digitaler Inhalte bei der Kommunikation mit Web Services auf Transport- und Nachrichtenebene demonstriert.
Inhaltsverzeichnis:
| 1 | EINLEITUNG | 5 |
| 1.1 | Motivation und Zielsetzung | 6 |
| 1.2 | Vorgehensweise und Aufbau der Arbeit | 7 |
| 2 | ANFORDERUNGEN AN DIE STUDIE | 8 |
| 3 | WEB SERVICES UND DIENSTORIENTIERTE ARCHITEKTUREN | 9 |
| 3.1 | Dienstorientierte Architekturen | 10 |
| 3.2 | Das Internet als Transportmedium | 11 |
| 3.3 | XML als Basis | 12 |
| 3.3.1 | XML | 13 |
| 3.3.2 | XML-Namensräume | 15 |
| 3.3.3 | XML-Schema | 16 |
| 3.3.4 | XPath | 17 |
| 3.3.5 | XSLT | 20 |
| 3.3.6 | Kanonisches XML | 22 |
| 3.4 | Web Services als Technologie zur Implementierung dienstorientierter Architekturen | 24 |
| 3.4.1 | Nachrichten: SOAP | 24 |
| 3.4.2 | Schnittstellenbeschreibungen: WSDL | 28 |
| 3.4.3 | Verzeichnisdienst: UDDI | 31 |
| 3.5 | Implementieren von Web Services als Informationsinfrastruktur für Geschäfts-prozesse | 35 |
| 3.5.1 | Zusätzliche Anforderungen für den Einsatz in Unternehmen | 35 |
| 3.5.2 | Stand der Technik im Umfeld von Web Services | 37 |
| 3.5.3 | Schichtenmodell für Web Service-Protokolle | 42 |
| 3.5.4 | Phasenmodell für die Entwicklung der Nutzung von Web Services | 45 |
| 3.6 | Zusammenfassung | 47 |
| 4 | SICHERHEITSMODELLE | 48 |
| 4.1 | Grundbegriffe | 52 |
| 4.1.1 | Identitätsmanagement | 52 |
| 4.1.2 | Zugriffsmanagement | 55 |
| 4.1.3 | Verschlüsselung und digitale Signaturen | 59 |
| 4.1.4 | Identitäts- und Attributzertifikate | 62 |
| 4.2 | Transportsicherheit | 65 |
| 4.2.1 | IPSec | 65 |
| 4.2.2 | SSL/TLS | 66 |
| 4.3 | Nachrichtensicherheit | 68 |
| 4.3.1 | XML-Signaturen | 68 |
| 4.3.2 | XML-Verschlüsselung | 74 |
| 4.4 | Schlüsseldienst: XKMS | 77 |
| 4.5 | Digitales Rechtemanagement | 83 |
| 4.5.1 | Formulieren von Rechten an digitalen Inhalten | 84 |
| 4.5.2 | Übermitteln von Authentifizierungs- und Autorisierungsinformationen | 85 |
| 4.5.3 | Sichere Ausführungsumgebung | 86 |
| 4.6 | Schutz der Privatsphäre | 87 |
| 4.7 | XML-Firewalls | 89 |
| 4.8 | Zusammenfassung | 90 |
| 5 | BEISPIELANWENDUNG: ADRESSDIENST | 91 |
| 5.1 | Anforderungen | 92 |
| 5.2 | Design | 94 |
| 5.2.1 | Auswahl der Entwicklungs- und Ausführungsumgebung | 94 |
| 5.2.2 | Anwendungsdesign | 95 |
| 5.3 | Implementierung | 107 |
| 5.4 | Tests | 108 |
| 5.4.1 | Testprozeduren | 108 |
| 5.4.2 | Testergebnisse | 111 |
| 5.5 | Zusammenfassung | 114 |
| 6 | ZUSAMMENFASSUNG, BEWERTUNG UND AUSBLICK | 116 |
| 6.1 | Zusammenfassung und Vollständigkeitsnachweis der Studie | 116 |
| 6.1.1 | XML-Protokollfamilie | 117 |
| 6.1.2 | Dienstorientierte Architekturen | 117 |
| 6.1.3 | Protokolle der Kernarchitektur für Web Services | 117 |
| 6.1.4 | Zusätzliche Anforderungen | 118 |
| 6.1.5 | Authentifizierung | 119 |
| 6.1.6 | Autorisierung | 119 |
| 6.1.7 | Kryptographie | 119 |
| 6.1.8 | Sicherheit auf Transport- und Nachrichtenebene | 120 |
| 6.1.9 | Digitales Rechtemanagement, Privatsphäre, XML-Firewalls | 120 |
| 6.1.10 | Adressdienst | 121 |
| 6.1.11 | Erfüllung der Anforderungen an die Inhalte der Arbeit | 122 |
| 6.2 | Bewertung und Ausblick | 123 |
| 7 | GLOSSAR | 126 |
| 8 | VERZEICHNISSE DER ABBILDUNGEN,TABELLEN UND LISTINGS | 132 |
| 8.1 | Abbildungen | 132 |
| 8.2 | Tabellen | 132 |
| 8.3 | Listings | 133 |
| 9 | LITERATURVERZEICHNIS | 134 |
Für die drei Dateien, die als Zugriffspunkte für externe Anfragen an den Adressdienst fungieren, existiert jeweils eine Hintergrundklasse. Bei einer Hintergrundklasse handelt es sich um eine Klasse welche die Verarbeitungslogik für eine dynamische Web-Seite oder einen Web Service beschreibt. Die Verarbeitung der Zugriffe erfolgt über Instanzen der Hintergrundklassen. Die drei Hintergrundklassen der Zugriffspunkte nutzen als Speichermedium für Kontaktinformationen gemeinsam das ADO.NET-DataSet 'contactDataSet', auf das sie über die Klasse ContactStorage Zugriff erlangen. Zu diesem Zweck rufen sie die Klassenmethoden GetContacts() und GetContactsView() der Klasse ContactStorage auf. Das contactDataSet beinhaltet die Tabelle 'contacts' als Objekt der Klasse DataTable. Die Methode GetContacts() liefert eine Referenz auf das DataTable-Objekt 'contacts'. GetContactsView() liefert einen DataView auf das DataTable-Objekt 'contacts'. Die Auswahl der Datensätze des DataView erfolgt über einen Datensatzfilter der alle Datensätze auswählt, bei denen die mit GetContactsView() übergebene Suchzeichenkette als Teilstring in einem der zeichenorientierten Felder enthalten ist. Der Zugriff auf die im contactDataSet enthaltenen Informationen durch die Hintergrundklassen der Zugriffspunkte über die Klasse ContactStorage wird in Abbildung 5.2.2-6 illustriert. [...]
Als Betriebssystem für Web Server und Adressverwaltung wird Windows NT, 2000 oder XP verwendet. Als Web Server dient der Internet Information Server von Microsoft. Als Ausführungsumgebung für die Anwendung wird das Microsoft .NET-Framework verwendet. Die Programmierung der Anwendung erfolgt mit der Programmiersprache C#. Das dynamische Generieren von Web-Seiten (HTML) für Zugriffe durch Benutzer erfolgt mit Hilfe der ASP.NET-Technologie. Die SOAP-Schnittstelle für Anwendungen wird als .NET Web Service realisiert. Die persistente Speicherung der Kontaktdaten erfolgt in einer OracleDatenbank. Der Zugriff auf die Datenbank durch die Anwendung geschieht per ADO.NET. Auf dem Server kommen somit folgende Technologien zum Einsatz: • • • • • • • • [...]
Die Seiten 'modifyContacts' und 'showContacts' sind mit Verweisen versehen, über die der Benutzer jeweils auf die andere Seite gelangen kann. Damit die zwischen Clients und Server ausgetauschten Nachrichten von potentiellen Angreifern nicht entziffert werden können, wird der Transportweg per SSL gesichert. Entsprechend wird für die gesamte Kommunikation mit dem Adressdienst mit HTTPS (HTTP over SSL) durchgeführt. Dazu wird der Web Server mit einem Serverzertifikat ausgestattet. Zugriffe auf die Benutzerschnittstelle der Anwendung erfordern grundsätzlich eine Authentifizierung per Clientzertifikat (siehe Kapitel 4.1.4). Bei der Kommunikation mit der Anwendungsschnittstelle per SOAP werden Anfragen grundsätzlich digital signiert. Anfragen werden mit dem öffentlichen Schlüssel des Web Servers, Antworten mit dem öffentlichen Schlüssel des endgültigen Empfängers verschlüsselt, damit diese Informationen von etwaigen intermediären Diensten nicht in lesbarer Form verarbeitet werden können. Das Signieren der SOAP-Nachrichten erfolgt per XML-Signatur und das Verschlüsseln der Zahlungsinformationen mit Hilfe von XML-Verschlüsselung. Abbildung 5.2.2-5 illustriert die erforderliche Authentifizierung und Verschlüsselung bei der Kommunikation mit dem Adressdienst durch Benutzer und Client-Anwendungen. UIF (User Interface) steht in der Abbildung für die Benutzerschnittstelle und AIF (Application Interface) für die Anwendungsschnittstelle. Die Standardmäßige Verschlüsselung der Übertragungen per SSL mit Serverzertifikat wird in dem Diagramm vorausgesetzt. [...]
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Link zur Arbeit:
http://www.diplom.de/ean/9783832468644
Arbeit zitieren:
Görtzen, Andreas Januar 2003: Entwicklung eines Leitfadens zur Realisierung sicherer Web Services und Implementierung eines Beispiel-Dienstes, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
SOAP, XML, Systemintegration, dienstorientierte Architekturen, Sicherheit



