3 September 2014

Web UI, WebSocket и проблема самоподписанных сертификатов

Website developmentNode.JS
Доброго времени суток всем!

В этой заметке я постараюсь рассмотреть проблематику зашифрованного соединения с Web-сервером (HTTPS) и такого же соединения с Comet-сервером с использованием WebSocket (WSS) при использовании самоподписанных сертификатов, а так же варианты для решения данной проблемы.

В данный момент времени я занимаюсь разработкой Web UI к некоему продукту компании, который будет использоваться внутри клиентских корпоративных сетей.

Изначальные условия: доступ к Web UI прямо по IP адресу сервера, желательно использование стандартных портов 80/443, чтобы облегчить деплоймент, ОС сервера — Windows Server 2012.

Comet-сервер нужен нам для организации связи между неким сервисом, который формирует отчеты по заданным параметрам, и непосредственно Web UI, через который клиент отправляет запрос, получает статус о выполнении и завершении задания, а так же для передачи разных сервисных сообщений о событиях (например — пользователь вошел в систему, данные пользователя были изменены администратором и т.п.).

Для Comet-сервера и бэкенда Web UI мы используем Node.JS.

Вообще опыта использования Node.JS у меня особого нет, но как оказалось подобные задачи делать на нем весьма удобно — не вдаваясь в детали на само написание первой версии с глобальным бродкастом сообщений между всеми участниками без «комнат» или «каналов» у меня ушло буквально пару часов. И большая куча времени на инвестигирование модулей Node.JS, на которых можно реализовать WebSocket сервер (Socket.IO, WS) — тут время ушло на исследование стыковки C# серверного компонента и Comet-сервера. Socket.IO нам не подошел — в версии > 1 там реализовано много «поверх», решили по разным причинам использовать более нативную реализацию и взяли модуль WS.

Скажу сразу, что Comet-сервер имеет два интерфейса: первый это обычный HTTP интерфейс (внутренний с авторизацией запросов), по которому происходит авторизация пользователей и компонентов, отправка команд серверу; второй это непосредственно WebSocket интерфейс (WS), к которому подключаются авторизованные пользователи и компоненты для получения сообщений о событиях в системе.

В связке HTTP+WS все естественно работает на «ура» и никаких проблем, но по заданию нам нужен SSL, и соответственно HTTPS+WSS.

Создать самоподписанный сертификат при помощи OpenSSL дело несложное, прикрутить к Web UI тоже буквально пара строчек, к интерфейсу Comet тоже просто.

И вот тут началось самое интересное.

Как все знают, при использовании самоподписанных сертификатов любой браузер выдает предупреждение и просит пользователя подтвердить, что он доверяет этому сертификату.

Итак, мы идем на тестовый Web UI с эмуляцией клиента по адресу 127.0.0.1, подтверждаем сертификат, далаем попытку соединения по адресу wss://127.0.0.1:4433/ — и получаем ошибку соединения. Потому что для адреса 127.0.0.1 и порта 4433 сертификат надо подтверждать второй раз. Браузер при этом ну никаких дополнительных сообщений о том, что сертификат нужно подтвердить, не выдает. Просто молча сбрасывает запрос и все, он даже до сервера не доходит.

Из четырех тестируемых браузеров — IE, Firefox, Opera, Chrome — второй раз не спрашивают подтверждения на другой порт по тому же адресу Chrome и Opera, IE и Firefox запрос молча обрубают с выдачей ошибки в консоль.

Поскольку скорее всего у клиента будет IE (все-таки Windows это массовая ОС у корпоративных клиентов), то это большая проблема.

Решение 1


Самое простое решение, которое приходит в голову — это проксировать запросы. В Linux я бы поставил Nginx и проксировал через него, но у нас Windows. Взял уже имеющийся у меня Apache 2.2, настроил SSL и дал вот такую директиву:

ProxyPass /wss/ ws://127.0.0.1:8095/
ProxyPass / http://127.0.0.1:8080/

То есть запросы на /wss/ пробрасываем к WS интерфейсу, все остальное — на Web UI.

Не заработало. Гугление и прочее выдало что надо Apache 2.4 с модулем mod_proxy_wstunnel. Поставил, подключил — все прекрасно, Web UI выдает запрос один раз, WSS соединение устанавливается без проблем.

Но Apache в данном получается все-таки лишним компонентом, и несколько портит производительность, которую дает асинхронное приложение на Node.JS.

Решил попробовать написать прокси-сервер на Node.JS, не вышло. Если вкратце, то одновременные запросы на любой один порт с поднятием WS и HTTPS интерфейсов HTTPS интерфейс в упор не ловит запросов по WSS протоколу. Совсем. Проксировать отдельно HTTPS на внутренний HTTP и отдельно WSS на внутренний WS проксирует, а вот поймать урл при запросе wss://127.0.0.1/wss/ — никак.

Хорошо, вернемся к первому варианту и двум портам с подтверждением сертификатов.

В Node.JS WSS сервер создается на основе HTTPS-сервера и умеет отдавать некий контент при прямом запросе 127.0.0.1:4433, чем я и решил воспользоваться:

var ws = require('ws');
var https = require('https');
var fs = require('fs');

var processRequest = function( req, res ) {
    res.statusCode = 200;
    res.end('Hello, world!' + "\n");
};

var options = {
    key: fs.readFileSync(PathToKey),
    cert: fs.readFileSync(PathToCert)
};

var cometApp = https.createServer(options, processRequest).listen(4433, function() {
    console.log('Comet server [WSS] on *:4433');
});

var cometServerOptions = {
    server: cometApp,
    verifyClient: function(request) {
//      Some client verifying
        return true;
    }
};

var cometServer = new ws.Server(cometServerOptions);

cometServer.on('connection', function(socket) {
    socket.on('message', function(data) {
        console.log('New message received');
        }
    });
});

Ради смеха решил попробовать iframe. В iframe выдается предупреждение… И никаких кнопок для пользователя чтобы подтвердить сертификат. Да и в любом случае я никак не могу отследить, подтвердил там чего пользователь или нет, чтобы потом установить соединение. Прописать в техтребованиях, чтобы пользователь обязательно сходил на два адреса? Тоже как-то некрасиво… AJAX-запрос на другой порт по тому же адресу вообще не работает из-за внутренней безопасности — для Javascript это два разных сайта.

Решение 2


Оказалось несколько бредовым, но весьма рабочим. Итак, нам надо два раза подтвердить сертификат. А что если мы попросим пользователя сначала сходить на HTTPS интерфейс WSS-сервера, а потом после подтверждения сделаем редирект на основной WebUI?

var ws = require('ws');
var https = require('https');
var fs = require('fs');

var processRequest = function( req, res ) {
    res.setHeader("Location", redirectUrl);
    res.statusCode = 302;
    res.end();
};


var options = {
    key: fs.readFileSync(PathToKey),
    cert: fs.readFileSync(PathToCert)
};

var cometApp = https.createServer(options, processRequest).listen(4433, function() {
    console.log('Comet server [WSS] on *:4433');
});

var cometServerOptions = {
    server: cometApp,
    verifyClient: function(request) {
//      Some client verifying
        return true;
    }
};

var cometServer = new ws.Server(cometServerOptions);

cometServer.on('connection', function(socket) {
    socket.on('message', function(data) {
        console.log('New message received');
        }
    });
});

Работает! При запросе 127.0.0.1:4433/ меня теперь просит подтвердить сертификат, потом автоматически перебрасывает в Web UI 127.0.0.1, где тоже просит подтвердить сертификат, после чего связка HTTPS на одном + WSS на другом порту прекрасно работает и больше ничего не спрашивает.

NB! Выше я ничего не написал про доменные имена. Конечно, их можно использовать, чтобы получить нормальные сертификаты, но у меня есть определенные ограничения в виде корпоративной сети, из которой далеко не всегда есть доступ к центру сертификации, выдавшему сертификат. Да и требовать заводить доменные имена во внутренней сети для продакшена в моем случае это лишняя головная боль. Еще один сервер для Web UI на Linux, например, с проксей в виде Nginx в силу разных причин мы тоже не рассматриваем.

Выводы


Для решения данной проблемы нашлось два пути:

  1. Проксирование с прямого адреса по части url (при помощи Apache или Nginx)
  2. Редирект с HTTPS-интерфейса WS-сервера на основной Web UI с подтверждением сертификатов два раза

Буду рад любым комментариям, может есть еще какие решения.

UPDATE

для Node.JS все-таки получилось сделать проксирование WS запросов (я брал node-http-proxy) по части урла (спасибо xdenser) средствами самого Node.JS на событие Upgrade, причем проксирование оптимально добавить прямо в http-сервер Web UI, чтобы не плодить компоненты, примерно таким образом:

var httpProxy = require('http-proxy');

var proxy = httpProxy.createProxyServer({});

function proxyWebsocketResponse(req, res, head) {
    try {
        var hostname = req.headers.host.split(":")[0];
        var pathname = url.parse(req.url).pathname;

        if (pathname === config.comet.websocket.path) {
            var options = {
                target: 'ws://' + config.comet.websocket.host + ':' + config.comet.websocket.port + '/',
                ws: true
            };

            proxy.ws(req, res, head, options);

            proxy.on('error', function(e) {
                console.log('WebSocket error: ' + e.message);
                res.end();
            });

        } else {
            res.statusCode = 501;
            res.end('Not Implemented');
        }
    } catch (e) {
        console.log('Error: ' + e.message);
    }
}

httpServer.addListener('upgrade', proxyWebsocketResponse);
Tags:node.jswebsocketcometwsshttpsjavascriptapache
Hubs: Website development Node.JS
+3
22.8k 35
Comments 17