الثقة والتتبع للرموز في الحوسبة الموزعة: النتائج والتوصيات

جدول المحتويات

1 المقدمة

تتناول مجموعة عمل الثقة والتتبع للرموز (TTT) التحديات الحرجة في مجتمعات الحوسبة الموزعة (WLCG, EGI, IGWN) خلال الانتقال من شهادات X.509 إلى البنية التحتية للمصادقة والتفويض (AAI) المعتمدة على الرموز. يتطلب هذا التحول النموذجي إعادة التفكير في السياسات والعمليات التي صُممت في الأصل لأنظمة X.509 و VOMS.

2 الرموز، الثقة، والتتبع

2.1 خلفية الرموز

يتم اعتماد حلول قائمة على الرموز، تم تطويرها في الأصل من قبل مقدمي خدمات تجاريين (Google, Microsoft)، من قبل البنى التحتية للحوسبة الموزعة. يشمل الانتقال موفري OpenID Connect (OPs) بما في ذلك Indigo IAM, RCIAM, GEANT Core AAI Platform, و CILogon.

2.2 نماذج الثقة في نموذج الرموز

ينتقل نموذج الثقة من PKI الهرمي إلى المصادقة اللامركزية القائمة على الرموز. تشمل التحديات الرئيسية التحقق من المُصدر، إبطال الرمز، وإنشاء الثقة عبر النطاقات.

2.3 تحديات التتبع

يمثل الحفاظ على تتبع سير العمل بما يعادل أنظمة X.509 تحديات كبيرة في بيئات الرموز، مما يتطلب منهجيات جديدة لمسؤولي النظام.

3 التنفيذ التقني

3.1 هيكل رمز JWT

تتبع رموز JSON Web Tokens (JWT) مواصفات RFC9068 مع الحقول الحرجة:

• iss: معرف مُصدر الرمز
• sub: الموضوع (مكافئ لـ DN في الشهادات)
• aud: الجمهور المستهدف
• scope: الإجراءات المصرح بها
• jti: معرف الرمز الفريد
• exp/iat/nbf: مطالبات صلاحية الوقت

3.2 الأسس الرياضية

يعتمد أمان الرمز على التوقيعات التشفيرية. يمكن تمثيل عملية التحقق على النحو التالي:

$\\text{Verify}(token, key) = \\text{true} \\iff \\text{Signature}(header.payload) = \\text{signature}$

حيث تستخدم خوارزمية التوقيع عادةً RS256: $\\text{RSASSA-PKCS1-v1_5 using SHA-256}$

3.3 تنفيذ الكود

// مثال على الكود الزائف للتحقق من الرمز
function validateToken(token, issuerConfig) {
    // فك تشفير رأس الرمز
    const header = base64decode(token.split('.')[0]);
    
    // التحقق من التوقيع باستخدام المفتاح العام للمُصدر
    const signingKey = getPublicKey(issuerConfig.iss, header.kid);
    const isValid = verifySignature(token, signingKey);
    
    // التحقق من المطالبات
    if (isValid) {
        const payload = getTokenPayload(token);
        return validateClaims(payload, {
            issuer: issuerConfig.iss,
            audience: expectedAudience,
            expiration: currentTime
        });
    }
    return false;
}

4 النتائج التجريبية

أجرت مجموعة العمل اختبارات مكثفة عبر عدة مجموعات برمجيات وسيطة. تشمل النتائج الرئيسية:

5 التطبيقات المستقبلية

يمكن نموذج AAI القائم على الرموز من قدرات جديدة تشمل:

• هوية موحدة عبر البنى التحتية البحثية
• تفويض ديناميكي يعتمد على السمات في الوقت الفعلي
• تحسين تجربة المستخدم من خلال تقليل إدارة بيانات الاعتماد
• تعزيز الأمان من خلال بيانات اعتماد ذات عمر أقصر

6 المراجع

1. Jones, M., et al. "JSON Web Token (JWT) Profile for OAuth 2.0 Access Tokens" RFC 9068 (2021)
2. WLCG Authorization Working Group. "Token-based AuthZ for WLCG" (2023)
3. Hardt, D. "The OAuth 2.0 Authorization Framework" RFC 6749 (2012)
4. Sakimura, N., et al. "OpenID Connect Core 1.0" (2014)