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Programming-[Backend]/Keycloak

Authorization flows with Keycloak(CIBA, PKCE, Auth-code, SA)

컴퓨터 탐험가 찰리 2024. 9. 8. 09:48
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자주 사용하는 Authorization flow들에 관련한 내용들을 정리했다. 그리고 Keycloak을 통해 flow를 설정하는 방법에 대해서도 알아본다.

 

keycloak 25.0.2 사용
기본 https로 구성(CIBA flow의 경우에만 http 사용)
realm, client 및 user는 특수문자가 들어가지 않게만 잘 만들어주면 됨

 

 

1. Authorization code flow

Ref.) Keycloak Authorization code flow

https://www.cncf.io/blog/2023/05/17/securing-cloud-native-microservices-with-role-based-access-control-using-keycloak/

 

 

keycloak console에서 아래와 같이 Standard flow에 체크한다.

 

기본적으로 브라우저 기반 방식이다.

 

1. redirect_uri, scope와 함께 keycloak으로 요청을 보내면 keycloak에서 로그인 페이지 표시

[GET] https://{keycloak-host}/realms/{realm-id}/protocol/openid-connect/auth?redirect-uri={backend-redirect-uri}&scope=openid
 

  a. redirect_uri는 keycloak admin console에서 Valid redirect URIs에 적힌 내용에 포함되어야 한다. 아래 사진처럼 /* 는 보안상 사용을 자제하고 client별로 구체적인 redirect URI들을 지정해줘야한다.

 

2. 로그인 시 Keycloak은 사용자를 redirect_uri로 리다이렉트함. 이에 맞는 백엔드 서버 코드는 아래와 같음

@GetMapping("/auth/redirect")
public String authRedirect(@RequestParam(name = "code", required = false) String authorizationCode) {
  if (authorizationCode != null) {
    return "Authorization Code received! Ready to exchange for token." + "<br>" +
        "code:" + "<br>" + authorizationCode;
  } else {
    return "Authorization Code not found!";
  }
}

 

 

3. 아래 요청을 보낸다.

[POST] https://{keycloak-host}/realms/{realm-id}/protocol/openid-connect/token
"Content-type" : "application/x-www-form-urlencoded"

"redirect_uri": "{1번 단계에서 넣어준 redirect_uri와 반드시 일치}"
"grant_type": "authorization_code"
"client_id": "{client_id}"
"client_secret": "{client_secret}"
"code": "{2번 단계에서 얻은 code값}"

 

 

 

a. client secret 값은 client 설정에서 Client authentication 토글을 ON 하면 생성되는 Credentials 탭에서 확인할 수 있다. Client secret 값을 얻은 후에는 Client authentication 토글을 OFF 처리하고 진행해야한다. 그리고 해당 토글을 ON 할 때마다 Client Secret이 변경되니 주의한다.

 

b. Keycloak으로부터 아래와 같이 token 값들을 얻어올 수 있다.

 
 

2. PKCE 방식(Proof Key Code Exchange)

 

Ref.) https://medium.com/@itsinil/oauth-2-1-pkce-%EB%B0%A9%EC%8B%9D-%EC%95%8C%EC%95%84%EB%B3%B4%EA%B8%B0-14500950cdbf

https://auth0.com/blog/pkce-in-web-applications-with-spring-security/

 

1번 항목: Authorization Code Flow와 같은 flow인데, 보안을 위해 요청의 body에 값을 추가하는 방식

Authorization Code Grant flow를 구현하는 표준은 OAuth2.0이 있으나, 최근 OAuth2.1로 업데이트 되면서 PKCE([픽시]) 라는 개념도 도입함

 

 

기존 OAuth2.0 플로우

  1. 클라이언트 -> 리소스 서버에 GET 요청 -> 사용자가 ID, PW 입력 -> 서버가 Authorization Code를 클라이언트에 내려줌
  2. 클라이언트는 Authorization Code와 함께 ClientID, ClientPassword 등을 서버에 POST 요청하여 Access Token을 얻음.
  3. 얻어온 Access Token으로부터 사용자에 관련된 역할, profile 정보 등을 확인

 

기존 문제점

  • 서버에서 Authorization Code를 클라이언트에 내려줄 때, 공격자가 이를 감청하면 서버에 Authorization Code를 전달하여 Access Token을 얻어서 해킹 가능

 

PKCE OAuth2.1 방식

  • 클라이언트가 단방향 hashing을 이용해서 code_verifier - code_challenge 값을 만들어서 서버에 GET 요청 시 파라미터로 code_challenge 값을 전달
  • code-verifier는 클라이언트만 들고 있음
  • 클라이언트가 Authorization Code와 함께 서버에 POST 요청 시, code verifier 값을 같이 전송
  • 서버가 code verifier 값을 보고 올바른 클라이언트라면 access token을 내려줌
  • 공격자가 code_challenge 값을 클라이언트의 GET 요청에서 얻을 수 있지만, code_challenge는 code_verifier로 부터 <단방향 해시함수>로 만들어졌기 때문에 code_challenge로부터 code_verifier를 유추할 수는 없음

 

실행 flow

 

1. 아래의 코드를 통해서 code_challenge 및 code_verifier를 생성한다.

public class PkceUtil {

  // verifier 생성 메소드
  public static String generateVerifier(int length) {
    String possible = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
    StringBuilder verifier = new StringBuilder(length);
    Random random = new Random();

    for (int i = 0; i < length; i++) {
      verifier.append(possible.charAt(random.nextInt(possible.length())));
    }

    return verifier.toString();
  }

  // challenge 생성 메소드
  public static String generateCodeChallenge(String codeVerifier, String method) throws NoSuchAlgorithmException {
    if ("S256".equalsIgnoreCase(method)) {
      // SHA-256 해시를 계산하고 Base64 URL 인코딩
      MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
      byte[] hash = digest.digest(codeVerifier.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
      return base64urlEncode(hash);
    } else {
      // 'plain' 메소드를 사용할 경우, codeVerifier를 그대로 반환
      return codeVerifier;
    }
  }

  // Base64 URL 인코딩 메소드
  private static String base64urlEncode(byte[] data) {
    return Base64.getUrlEncoder().withoutPadding().encodeToString(data);
  }
}

 

 

@SpringBootTest
class PkceUtilTest {

  @Test
  public void makePkce() {
    String verifier = generateVerifier(128); // 예: 128 길이의 verifier 생성
    String challenge = null;
    try {
      challenge = generateCodeChallenge(verifier, "S256");
    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
      throw new RuntimeException(e);
    }

    System.out.println("Verifier: " + verifier);
    System.out.println("Challenge: " + challenge);
  }

}

 

 

2. code_challenge 값과 함께 GET 요청 전송

[GET] https://{keycloak-host}/realms/{realm-id}/protocol/openid-connect/auth?redirect-uri={backend-redirect-uri}&scope=openid&code_challenge=1D_NnuGpphILKTiMo6fCHNqiVZoY15QBAxqMqHiBC4w&code_challenge_method=S256

 

 

3. 2.에서 받아온 code 값을 포함하여 아래 요청 전송

[POST] https://{keycloak-host}/realms/{realm-id}/protocol/openid-connect/token
"Content-Type": "application/x-www-form-urlencoded"

"redirect_uri": "{1번 단계에서 넣어준 redirect_uri와 반드시 일치}"
"grant_type": "authorization_code"
"client_id": "{client_id}"
"client_secret": "{client_secret}"
"code": "{2번 단계에서 얻은 code값}"
"code_verifier": "{1번 단계에서 생성한 code_verifier 값}"

 

 

 

3. Client Credential Grant(Service Account, SA)

 

https://cloudsundial.com/salesforce-identity/client-credentials-grant

 

 

유저의 로그인이 아니라 서비스가 인증받는 flow. 인증을 받은 후 다른 Resource Server의 API 등을 이용한다.

keycloak 세팅에서 Client Authentication 토글을 ON하고, Service account roles 옵션을 키면 됨. 이후 아래와 같은 요청을 전송

[POST] https://{keycloak-host}/realms/{realm_id}/protocol/openid-connect/token
"Content-Type": "application/x-www-form-urlencoded"

"grant_type": "{client_credentials}"
"client_id": "{client_id}"
"client_secret": "{client_secret}"

access_token, expirese_in, refresh_expires_in, token_type, not-before-policy, scope 정보를 응답으로 받는다.

 

 

4. CIBA flow(Client Initiated Backchannel Authentication)

Ref.) https://www.grootan.com/casestudies/how-to-use-ciba-with-keycloak

 

Keycloak에서 사용자의 id/password를 직접 받는 것이 아니라 제 3의 인증 수단을 통해 사용자를 인증하고 이를 Keycloak에게 전달하는 방식

user가 password를 잊어버리더라도 제 3의 인증수단에 대한 인증만 된다면 인증이 가능하다.

 

 

1. Keycloak 서버 구동

Keycloak을 실행할 때, Backchannel로 사용할 External Auth의 endpoint를 지정한다.

{keycloak_home}/bin/kc.sh start-dev --spi-ciba-auth-channel-ciba-http-auth-channel-http-authentication-channel-uri=http://host.docker.internal:8082/ciba-request
  • host.docker.internal로 keycloak용 docker container가 아닌 실제 localhost쪽을 바라보도록 한다.
  • localhost:8082에 ExtAuth용 서버를 띄우고 /ciba-request 엔드포인트에 대한 컨트롤러를 아래와 같이 작성한다.
@PostMapping("/ciba-request")
  public ResponseEntity<Void> cibaRequest(@RequestHeader Map<String, String> headers, @RequestBody Map<String, String> body) {
    System.out.println("#" + headers);
    System.out.println("#" + body);
    return new ResponseEntity<>(HttpStatus.CREATED);
  }

 

 

2. Keycloak console 설정

 

Authentication → Policies → CIBA Policy에서 설정 확인

 

 

Clients → Capability Config → Client authentication ON, OIDC CIBA Grant 체크

 

 

3. Keycloak에 auth 시작 요청

아래 요청을 전송한다.

[POST] http://{keycloak-host}/realms/{realm_id}/protocol/openid-connect/ext/ciba/auth
'Content-type': 'application/x-www-form-urlencoded'

"client_id": "{cliend_id}",
"cliend_secret": "{client_secret}",
"login_hint": "{username}", //현재 username 값만 지원
"scope": "openid",
"binding_message": "hello" //optional value

다음과 같은 형식의 응답을 얻는다.

또한 서버단(/ciba-request)에서 authorization을 위한 token 값을 console 창에서 확인할 수 있다.

 

4. Keycloak에 Backchannel 인증 확인 요청

[POST] http://{keycloak_host}/realms/{realm_id}/protocol/openid-connect/token
'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded'

"grant_type": "urn:openid:params:grant-type:ciba",
"auth_req_id": {3번 과정에서 얻어온 auth_req_id 값},
"client_id": "{client_id}",
"client_secret": "{client_secret}"

다음과 같은 형식의 응답을 얻는다.

아직 Authentication Device에서 인증이 오지 않은 상태이기 때문에 pending 상태임을 확인할 수 있다.

 

 

5. AD 인증

다음 요청을 전송한다. keycloak의 callback 엔드포인트에 AD가 인증 여부를 전송해주는 요청이다.

[POST] http://{keycloak_host}/realms/{realm_id}/protocol/openid-connect/ext/ciba/auth/callback
'Content-Type': 'application/json'
'Authorization': 'Bearer {3번 과정에서 서버단에서 얻은 authorization_code값}'

"status": "SUCCEED | UNAUTHORIZED | CANCELED"

다음과 같은 응답을 얻는다.

 

 

 

6. 이후 과정 4에서의 요청을 다시 전송 시, access_token 등의 값을 얻을 수 있다.

[POST] http://{keycloak_host}/realms/{realm_id}/protocol/openid-connect/token
'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded'

"grant_type": "urn:openid:params:grant-type:ciba",
"auth_req_id": {3번 과정에서 얻어온 auth_req_id 값},
"client_id": "{client_id}",
"client_secret": "{client_secret}"

 

참고

JWT 토큰 확인 사이트

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