Como autenticar usuários com o Identity-Aware Proxy para Ruby

Contexto

Neste tutorial, o IAP é usado para autenticar usuários. Essa é apenas uma das várias abordagens possíveis. Para saber mais sobre os vários métodos de autenticação de usuários, consulte a seção Conceitos de autenticação.

O aplicativo Hello user-email-address

Neste tutorial, é usado um app Hello World do App Engine mínimo com um recurso atípico: em vez de "Hello world", ele exibe "Hello user-email-address", em que user-email-address é o endereço de e-mail do usuário autenticado.

Essa funcionalidade é possível por meio da análise das informações autenticadas que o IAP adiciona a cada solicitação da Web que passa no aplicativo. Há três novos cabeçalhos de solicitação adicionados a cada solicitação da Web que chega ao app. Os dois primeiros cabeçalhos são strings de texto simples que podem ser usadas para identificar o usuário. O terceiro cabeçalho é um objeto assinado criptograficamente com as mesmas informações.

• X-Goog-Authenticated-User-Email: o endereço de e-mail do usuário o identifica. Não armazene informações pessoais se o aplicativo puder evitar isso. Esse aplicativo não armazena dados. Ele apenas os retorna ao usuário.

• X-Goog-Authenticated-User-Id: esse ID de usuário atribuído pelo Google não mostra informações pessoais, mas permite que um aplicativo saiba que o usuário conectado é o mesmo que se conectou anteriormente.

• X-Goog-Iap-Jwt-Assertion: é possível configurar aplicativos do Google Cloud para aceitar solicitações da web de outros apps na nuvem ignorando o IAP, além de solicitações da web via Internet. Se um aplicativo for configurado dessa forma, é possível que essas solicitações tenham cabeçalhos forjados. Em vez de usar um dos cabeçalhos de texto simples mencionados anteriormente, é possível usar e verificar esse cabeçalho assinado por criptografia para confirmar se as informações foram fornecidas pelo Google. O endereço de e-mail do usuário e um ID de usuário permanente estão disponíveis como parte do cabeçalho assinado.

Se você tiver certeza de que o aplicativo está configurado para que apenas solicitações da Web via Internet possam acessá-lo e que não seja possível desativar o serviço do IAP, apenas uma linha de código será necessária para recuperar um ID de usuário único:

user_id = request.env["HTTP_X_GOOG_AUTHENTICATED_USER_ID"]

No entanto, um aplicativo resiliente está preparado para erros, como uma configuração inesperada ou problemas ambientais. Assim, recomendamos criar uma função que use e verifique o cabeçalho criptograficamente assinado. A assinatura do cabeçalho não pode ser forjada. Quando verificada, ela pode ser usada para retornar a identificação.

Criar o código-fonte

1. Use um editor de texto para criar um arquivo chamado app.rb e cole o código a seguir nele:

   getting-started/authenticating-users/app.rb

   Ver no GitHub
   require "base64"
   require "json"
   require "jwt"
   require "net/http"
   require "openssl"
   require "sinatra"
   require "uri"
   
   def certificates
     uri = URI.parse "https://www.gstatic.com/iap/verify/public_key"
     response = Net::HTTP.get_response uri
     JSON.parse response.body
   end
   
   set :certificates, certificates
   
   def get_metadata item_name
     endpoint = "http://metadata.google.internal"
     path = "/computeMetadata/v1/project/#{item_name}"
     uri = URI.parse endpoint + path
   
     http = Net::HTTP.new uri.host, uri.port
     request = Net::HTTP::Get.new uri.request_uri
     request["Metadata-Flavor"] = "Google"
     response = http.request request
     response.body
   end
   
   def audience
     project_number = get_metadata "numeric-project-id"
     project_id = get_metadata "project-id"
     "/projects/#{project_number}/apps/#{project_id}"
   end
   
   set :audience, audience
   
   def validate_assertion assertion
     a_header = Base64.decode64 assertion.split(".")[0]
     key_id = JSON.parse(a_header)["kid"]
     cert = OpenSSL::PKey::EC.new settings.certificates[key_id]
     info = JWT.decode assertion, cert, true, algorithm: "ES256", aud: settings.audience
     [info[0]["email"], info[0]["sub"]]
   rescue StandardError => e
     puts "Failed to validate assertion: #{e}"
     [nil, nil]
   end
   
   get "/" do
     assertion = request.env["HTTP_X_GOOG_IAP_JWT_ASSERTION"]
     email, _user_id = validate_assertion assertion
     "<h1>Hello #{email}</h1>"
   end

   Esse arquivo app.rb é explicado em detalhes na seção Como entender o código mais adiante neste tutorial.

2. Na sua janela de terminal, navegue até a mesma pasta recém-criada app.rb e execute bundle init.

3. Anexe o seguinte ao Gemfile resultante:

   getting-started/authenticating-users/Gemfile

   Ver no GitHub
   gem "jwt", "~> 2.2"
   gem "sinatra", "~> 2.0"

   O Gemfile lista todas as bibliotecas do Ruby não padrão que seu aplicativo precisa do App Engine para carregar:

   • Sinatra é o framework da Web do Ruby usado para o app.

   • jwt fornece o método de verificação e decodificação do JWT.

4. Instale as dependências listadas no Gemfile:

   bundle install
   

5. Crie um arquivo chamado app.yaml e cole o seguinte texto nele:

   get-started/authentication-users/app.yaml

   Ver no GitHub
   runtime: ruby25
   entrypoint: bundle exec ruby app.rb

   O arquivo app.yaml informa ao App Engine o ambiente de linguagem que seu código requer.

Noções básicas sobre o código

Esta seção explica como o código no arquivo app.rb funciona. Se você quiser executar o aplicativo, avance para a seção Implantar o aplicativo.

• Quando o app recebe uma solicitação HTTP GET para a página inicial, o Sinatra executa o seguinte bloqueio:

  getting-started/authenticating-users/app.rb

  Ver no GitHub
  get "/" do
    assertion = request.env["HTTP_X_GOOG_IAP_JWT_ASSERTION"]
    email, _user_id = validate_assertion assertion
    "<h1>Hello #{email}</h1>"
  end

• O bloqueio recebe o valor do cabeçalho da declaração do JWT que o IAP adicionou pela solicitação recebida e chama um método para validar esse valor assinado criptograficamente. Em seguida, o primeiro valor retornado (e-mail) é usado em uma página da Web mínima criada pelo Sinatra.

  getting-started/authenticating-users/app.rb

  Ver no GitHub
  def validate_assertion assertion
    a_header = Base64.decode64 assertion.split(".")[0]
    key_id = JSON.parse(a_header)["kid"]
    cert = OpenSSL::PKey::EC.new settings.certificates[key_id]
    info = JWT.decode assertion, cert, true, algorithm: "ES256", aud: settings.audience
    [info[0]["email"], info[0]["sub"]]
  rescue StandardError => e
    puts "Failed to validate assertion: #{e}"
    [nil, nil]
  end

• O método validate_assertion usa o método JWT.decode da biblioteca jwt de terceiros para verificar se a declaração está assinada corretamente e extrair as informações de payload. Essas informações são o endereço de e-mail do usuário autenticado e um ID exclusivo permanente para o usuário. Caso não seja possível decodificar a declaração, o método retornará nil para cada um desses valores e imprimirá uma mensagem para registrar o erro.

• Para validar uma declaração do JWT, é preciso conhecer os certificados de chave pública da entidade que assinou a declaração (neste caso, o Google) e o público a que ela se destina. No caso de um aplicativo do App Engine, o público é uma string com informações de identificação de um projeto do Google Cloud. Esse método recebe os certificados e a string de público dos métodos que o precedem.

  getting-started/authenticating-users/app.rb

  Ver no GitHub
  def audience
    project_number = get_metadata "numeric-project-id"
    project_id = get_metadata "project-id"
    "/projects/#{project_number}/apps/#{project_id}"
  end
  
  set :audience, audience

• É possível procurar o ID numérico e o nome do projeto do Google Cloud e colocá-los no código-fonte, mas o método audience faz isso consultando o serviço de metadados padrão disponibilizado para cada aplicativo do App Engine. Como o serviço de metadados é externo ao código do app, esse resultado é salvo no objeto settings do framework do Sinatra.

  getting-started/authenticating-users/app.rb

  Ver no GitHub
  def get_metadata item_name
    endpoint = "http://metadata.google.internal"
    path = "/computeMetadata/v1/project/#{item_name}"
    uri = URI.parse endpoint + path
  
    http = Net::HTTP.new uri.host, uri.port
    request = Net::HTTP::Get.new uri.request_uri
    request["Metadata-Flavor"] = "Google"
    response = http.request request
    response.body
  end

• O serviço de metadados do App Engine, assim como serviços de metadados similares para outros serviços de computação do Google Cloud, tem a aparência de um site e recebe consultas padrão da web. No entanto, ele não é um site externo, mas um recurso interno que retorna informações solicitadas sobre o aplicativo em execução. Por isso, é seguro usar http em vez de solicitações https. Aqui, o serviço de metadados do App Engine é usado para receber os identificadores atuais do Google Cloud necessários para definir o público-alvo da declaração do JWT.

  getting-started/authenticating-users/app.rb

  Ver no GitHub
  def certificates
    uri = URI.parse "https://www.gstatic.com/iap/verify/public_key"
    response = Net::HTTP.get_response uri
    JSON.parse response.body
  end
  
  set :certificates, certificates

• A verificação de uma assinatura digital requer o certificado de chave pública do signatário. O Google fornece um site que retorna todos os certificados de chave pública usados atualmente. Esses resultados são armazenados em cache para caso sejam necessários novamente na mesma instância do aplicativo.

Como implantar o app

Agora implante o app e ative o IAP para exigir que os usuários façam a autenticação antes de acessá-lo.

1. Na janela do terminal, acesse o diretório que contém o arquivo app.yaml e implante o aplicativo no App Engine:

   gcloud app deploy
   

2. Quando solicitado, selecione uma região próxima.

3. Quando receber uma mensagem perguntando se quer continuar com a operação de implantação, insira Y.

   Em alguns minutos, seu app está ativo na Internet.

4. Ver o aplicativo:

   gcloud app browse
   

   Na saída, copie web-site-url, o endereço da Web do aplicativo.

5. Em uma janela do navegador, cole web-site-url para abrir o aplicativo.

   Como você ainda não está usando o IAP, nenhum e-mail será exibido. Portanto, nenhuma informação de usuário será enviada para o aplicativo.

Ativar o IAP

Agora que existe uma instância do App Engine, é possível protegê-la com o IAP:

1. No console do Google Cloud, acesse a página Identity-Aware Proxy.

   Acessar a página do Identity-Aware Proxy

2. Como essa é a primeira vez que você ativa uma opção de autenticação para o projeto, você verá uma mensagem para configurar a tela de consentimento do OAuth antes de usar o IAP.

   Clique em Configurar tela de consentimento.

3. Na guia Tela de consentimento OAuth da página Credenciais, preencha os seguintes campos:

   • Se a sua conta estiver em uma organização no Google Workspace, selecione Externo e clique em Criar. A princípio, o app só estará disponível para os usuários que você permitir explicitamente.

   • No campo Nome do aplicativo, digite IAP Example.

   • No campo E-mail para suporte, digite seu endereço de e-mail.

   • No campo Domínio autorizado, digite a parte do nome do host do URL do aplicativo, por exemplo, iap-example-999999.uc.r.appspot.com. Pressione a tecla Enter depois de inserir o nome do host no campo.

   • No campo Link da página inicial do aplicativo, insira o URL do seu aplicativo. Por exemplo, https://iap-example-999999.uc.r.appspot.com/.

   • No campo Linha da política de privacidade do aplicativo, use o mesmo URL do link da página inicial para fins de teste.

4. Clique em Save. Quando for solicitado que você crie credenciais, feche a janela.

5. No console do Google Cloud, acesse a página Identity-Aware Proxy.

   Acessar a página do Identity-Aware Proxy

6. Para atualizar a página, clique em Atualizar refresh. A página exibe uma lista de recursos que são possíveis proteger.

7. Na coluna IAP, clique para ativar o IAP para o aplicativo.

8. No seu navegador, acesse web-site-url novamente.

9. Em vez da página da Web, há uma tela de login para autenticação. Ao fazer login, seu acesso será negado, porque o IAP não tem uma lista de usuários para permitir o acesso ao aplicativo.

Adicionar usuários autorizados ao aplicativo

1. No console do Google Cloud, acesse a página "Identity-Aware Proxy".

   Acessar a página do Identity-Aware Proxy

2. Marque a caixa de seleção correspondente ao aplicativo do App Engine e clique em Adicionar principal.

3. Insira allAuthenticatedUsers e selecione o papel Cloud IAP/Usuário do app da Web protegido pelo IAP.

4. Clique em Save.

Agora qualquer usuário que o Google possa autenticar poderá acessar o aplicativo. Se quiser, restrinja o acesso adicionando apenas uma ou mais pessoas ou grupos como principais:

• Qualquer endereço de e-mail do Gmail ou do Google Workspace

• Um endereço de e-mail de Grupo do Google

• Um nome de domínio do Google Workspace

Acessar o aplicativo

1. No seu navegador, acesse web-site-url.

2. Para atualizar a página, clique em Atualizar refresh.

3. Na tela de login, faça login com suas credenciais do Google.

   Será exibida uma página "Hello user-email-address" com seu endereço de e-mail.

   Se você ainda vir a mesma página de antes, talvez o navegador não esteja atualizando totalmente as novas solicitações, agora que você ativou o IAP. Feche todas as janelas do navegador, volte a abri-las e tente novamente.

Conceitos de autenticação

Existem várias formas de um aplicativo autenticar seus usuários e restringir o acesso somente a usuários autorizados. Veja nas seções a seguir os métodos de autenticação comuns, em nível de esforço decrescente para o aplicativo.

Autenticação gerenciada pelo aplicativo

Com esse método, o aplicativo gerencia cada aspecto da autenticação de usuários por conta própria. O aplicativo precisa manter o próprio banco de dados de credenciais e gerenciar sessões de usuários, além de fornecer funções para gerenciar contas e senhas, verificar credenciais e emitir, verificar e atualizar sessões de usuário com cada login autenticado. O diagrama a seguir ilustra o método de autenticação gerenciado pelo aplicativo.

Conforme mostrado no diagrama, depois que o usuário faz login, o aplicativo cria e mantém informações sobre a sessão do usuário. Quando o usuário faz uma solicitação ao aplicativo, nela, devem estar incluídas informações da sessão que o aplicativo é responsável por verificar.

A principal vantagem dessa abordagem é que ela é autossuficiente e está sob controle do aplicativo. O app não precisa estar disponível na Internet. A principal desvantagem é que agora o aplicativo é responsável por fornecer todos os recursos de gerenciamento de contas e por proteger todos os dados confidenciais das credenciais.

Autenticação externa com OAuth2

Uma boa alternativa para gerenciar tudo no aplicativo é usar um serviço de identidade externo, como o Google, que lida com todas as informações e funcionalidades da conta do usuário e é responsável por proteger credenciais confidenciais. Quando um usuário tenta fazer login no aplicativo, a solicitação é redirecionada ao serviço de identidade, que o autentica e redireciona a solicitação de volta ao aplicativo com as informações de autenticação necessárias. Para saber mais, consulte Como autenticar como usuário final.

O diagrama a seguir ilustra a autenticação externa com o método OAuth2.

O fluxo no diagrama começa quando o usuário envia uma solicitação para acessar o aplicativo. Em vez de responder diretamente, o aplicativo redireciona o navegador do usuário para a plataforma de identidade do Google, que exibe uma página de login no Google. Após o login, o navegador do usuário é direcionado de volta para o aplicativo. Essa solicitação inclui informações que o aplicativo pode usar para procurar informações sobre o usuário agora autenticado, e o aplicativo agora responde ao usuário.

Esse método tem muitas vantagens para o aplicativo. Ele delega todos os recursos e riscos de gerenciamento da conta ao serviço externo, o que pode melhorar o login e a segurança da conta sem precisar alterar o app. No entanto, como mostrado no diagrama anterior, o aplicativo precisa ter acesso à Internet para usar esse método. Além disso, o app é responsável por gerenciar as sessões depois que o usuário é autenticado.

Identity-Aware Proxy

A terceira abordagem discutida neste tutorial é usar o IAP para gerenciar todas as autenticações e as sessões com qualquer alteração no aplicativo. O IAP intercepta todas as solicitações da Web para o app, bloqueia todas que não foram autenticadas e transmite outros dados de identidade de usuário adicionados a cada solicitação.

O gerenciamento da solicitação é mostrado no diagrama a seguir.

Solicitações de usuários são interceptadas pelo IAP, que bloqueia solicitações não autenticadas. As solicitações autenticadas são transmitidas ao aplicativo, desde que o usuário autenticado esteja na lista de usuários permitidos. As solicitações transmitidas por meio do IAP têm cabeçalhos adicionados que identificam o usuário que fez a solicitação.

O aplicativo não precisa mais lidar com informações de conta ou sessão do usuário. Qualquer operação que precise de um identificador exclusivo do usuário pode consegui-lo diretamente de cada solicitação da Web recebida. No entanto, esse método só pode ser usado para serviços de computação compatíveis com o IAP, como o App Engine e os balanceadores de carga. Não é possível usar o IAP em uma máquina de desenvolvimento local.