[No0000127]WCF安全体系netTCPBinding绑定

netTCPBinding绑定之Transport安全模式

一、netTCPBinding

此绑定使用TCP传输协议，不具交互性，只适用于 WCF 到 WCF 的通信。

此绑定的传输安全性的实现：

安全模式Message

这种模式WCF中都一样，都是使用WS-*通过对SOAP消息本身进行加密、签名等等的处理来保证安全性。Message模式不依赖于传输协议。服务端需要指定服务端证书，用来加密服务端和客户端相互传送的消息。

Transport – 客户端windows验证

使用windows security保证消息的安全，使用windows credential进行身份验证。

这种方式不需要服务端证书。

至于windows security的实现安全的原理我还不明白，这部分尚待了解。

Transport – 客户端其他验证方式

使用TLS over TCP实现传输安全性，需要服务端证书。

一般大家对SSL比较熟悉，对TLS可能要陌生些，其实可以说TLS协议可以看作跟SSL协议后续版本。1994年，netscape为了在internet上进行安全的数据传输，开发了的SSL协议，后来标准化组织把SSL标准化了，稍作修改改名叫TLS，在一般的使用意义上，这两个协议差别不大，就是在保证消息完整性的散列算法上使用了不同的算法。

TLS over TCP 直接建立在TCP协议上，通过传输层TCP协议实现安全性。

netTCPBinding绑定是直接使用TCP协议，不走HTTP，所以不能使用IIS宿主。这部分的测试实例采用自宿主的服务端console应用，基于代码的方式。

测试环境

服务端：

服务器名：win2008

操作系统：Windows server 2008

开发环境：visual studio 2008

运行环境：.net framework 3.5

Web服务器： IIS 7.0

浏览器：IE 7.0

客户端：

服务端机器同时充当测试客户端机器，同时准备了一台win2003的机器做测试客户端：

计算机名：win2003base2

操作系统：Windows server 2003

运行环境：.net framework 3.5

浏览器：IE 7.0

共用测试WCF服务类

所有测试都是用同样的服务端contract和实现这个contract的service：

[ServiceContract(Namespace = "http://chnking.com")]
public interface IGetIdentity
{
    [OperationContract]
    string Get(string ClientIdentity);
}
public class GetIdentity : IGetIdentity
{
    public string Get(string ClientIdentity)
    {
        return ("服务端Identity 是'" + ServiceSecurityContext.Current.PrimaryIdentity.Name +
                "'

客户端Identity是 '" + ClientIdentity + "'");
    }
}

代码很简单，一个contract提供了一个Get方法，接收一个string参数，返回一个string参数。在后面的测试中，客户端把客户端安全上下文的Identity发送到服务端，服务端返回服务端安全上下文的Identity给客户端。

1、安全模式 – None

这部分的测试代码：NetTcpBinding_None.rar

netTCPBinding绑定默认的安全模式是Transport，提供传输层的安全性，但是也提供None安全模式的选择，None安全模式不提供任何安全性和身份验证。

这种方式的安全性：

完整性	不提供
保密性	不提供
服务端身份身份验证	不提供
客户端身份验证	无，并忽略客户端验证的其他方式设置，固定为None

本例采用全代码方式，不使用配置文件。

服务端代码： 

internal static void Main()
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.None;
    myBinding.Security.Transport.ClientCredentialType = TcpClientCredentialType.None;
    Uri baseAddress = new Uri("net.tcp://localhost:8056/WCFService/");
    myServiceHost = new ServiceHost(typeof(GetIdentity), baseAddress);
    ServiceEndpoint myServiceEndpoint = myServiceHost.AddServiceEndpoint
                                        (typeof(IGetIdentity), myBinding, "GetIdentity");
    ServiceMetadataBehavior behavior = new ServiceMetadataBehavior();
    behavior.HttpGetEnabled = true;
    behavior.HttpGetUrl = new Uri("http://localhost:8057/mex");
    myServiceHost.Description.Behaviors.Add(behavior);
    myServiceHost.Open();
    Console.WriteLine("Service started!");
    Console.ReadLine();
    myServiceHost.Close();
} 

客户端代码：

static void Main(string[] args)
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.None;
    myBinding.Security.Transport.ClientCredentialType = TcpClientCredentialType.None;
    EndpointAddress ea = new EndpointAddress("net.tcp://localhost:8056/WCFService/GetIdentity");
    GetIdentityClient gc = new GetIdentityClient(myBinding, ea);
    //为使用TcpTrace跟踪消息设置的TcpTrace监听端口
    ClientViaBehavior myClientViaBehavior = new ClientViaBehavior
    (new Uri("net.tcp://localhost:8055/WCFService/GetIdentity"));
    gc.Endpoint.Behaviors.Add(myClientViaBehavior);
    //执行代理类Get方法
    string result = gc.Get(WindowsIdentity.GetCurrent().Name);
    Console.WriteLine(result);
    Console.ReadLine();
}

客户端设置了ClientVia的Vehavior，设置8055为监听端口，8056为实际端口，同时运行TcpTrace来跟踪通讯数据，客户端运行结果：

TCPTrace工具抓客户端和服务端的通讯数据：

从TcpTrace的截获的通讯数据可以看出：

netTCPBinding绑定采用binary编码。

netTCPBinding的None安全模式不对消息加密，从截获的数据可以看到返回的消息中文本部分是明文。

2、安全模式 - Transport

2.1.客户端验证：Windows 

这部分的测试代码： NetTcpBinding_Transport_Windows.rar

netTCPBinding绑定的Transport安全模式，提供传输层的安全性，客户端Windows验证，此时将采用windows security在传输层来保证消息的安全性。

这种方式的安全性：

完整性	由windows security提供
保密性	由windows security提供
服务端身份身份验证	Windows集成验证
客户端身份验证	客户端Windows credential通过Windows继承验证客户端身份

本例采用全代码方式，不使用配置文件。代码部分是在前面None安全模式代码基础上在服务端和客户端的代码中将安全模式改为Transport，客户端验证方式改为Windows即可。

myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Transport;

myBinding.Security.Transport.ClientCredentialType = TcpClientCredentialType.Windows;

客户端运行结果：

TCPTrace工具抓客户端和服务端的通讯数据：

从TcpTrace的截获的通讯数据可以看出：

netTCPBinding绑定式采用binary编码。

netTCPBinding的Transport安全模式对消息加密，从截获的数据可以看到返回的消息中也看不到明文。

2.2.客户端验证：None

这部分的测试代码： NetTcpBinding_Transport_None.rar

netTCPBinding绑定的Transport安全模式，客户端None验证，此时将采用TLS协议在传输层来保证消息的安全性。

这种方式的安全性：

完整性	由TLS提供
保密性	由TLS提供
服务端身份身份验证	服务端证书提供
客户端身份验证	没有

 

2.2.1.获得和安装证书

TLS跟SSL一样，需要设置服务端证书。

这里用Makecert.exe工具生成证书，使用下面的命令：

makecert -sr localmachine -ss My -n CN=win2008 -sky exchange -pe -r

这是服务端证书，win2008是服务端的机器名。

如果做过前面BasicHttpBinding的测试，这个服务端证书就应该已经有了。 

2.2.2.服务端代码 

internal static ServiceHost myServiceHost = null;
internal static void Main()
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Transport;
    myBinding.Security.Transport.ClientCredentialType = TcpClientCredentialType.None;
    Uri baseAddress = new Uri("net.tcp://win2008:8056/WCFService/");
    myServiceHost = new ServiceHost(typeof(GetIdentity), baseAddress);
    ServiceEndpoint myServiceEndpoint = myServiceHost.AddServiceEndpoint
                                        (typeof(IGetIdentity), myBinding, "GetIdentity");
    //设置服务端证书
    myServiceHost.Credentials.ServiceCertificate.SetCertificate("CN=win2008");
    ServiceMetadataBehavior behavior = new ServiceMetadataBehavior();
    behavior.HttpGetEnabled = true;
    behavior.HttpGetUrl = new Uri("http://win2008:8057/mex");
    myServiceHost.Description.Behaviors.Add(behavior);
    myServiceHost.Open();
    Console.WriteLine("Service started!");
    Console.ReadLine();
    myServiceHost.Close();
}

2.2.3.客户端代码

static void Main(string[] args)
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Transport;
    myBinding.Security.Transport.ClientCredentialType = TcpClientCredentialType.Certificate;
    EndpointAddress ea = new EndpointAddress("net.tcp://win2008:8056/WCFService/GetIdentity");
    GetIdentityClient gc = new GetIdentityClient(myBinding, ea);
    //设置不验证服务端证书有效性
    gc.ClientCredentials.ServiceCertificate.Authentication.CertificateValidationMode =
        System.ServiceModel.Security.X509CertificateValidationMode.None;
    //为使用TcpTrace跟踪消息设置的TcpTrace监听端口
    ClientViaBehavior myClientViaBehavior = new ClientViaBehavior
    (new Uri("net.tcp://win2008:8055/WCFService/GetIdentity"));
    gc.Endpoint.Behaviors.Add(myClientViaBehavior);
    //执行代理类Get方法
    string result = gc.Get(WindowsIdentity.GetCurrent().Name);
    Console.WriteLine(result);
    Console.ReadLine();
}

2.2.4.测试

客户端运行结果：

TCPTrace工具抓客户端和服务端的通讯数据：

从TcpTrace的截获的通讯数据可以看出：

netTCPBinding绑定式采用binary编码。

netTCPBinding的Transport安全模式对消息加密，从截获的数据可以看到返回的消息中也看不到明文。

2.3.客户端验证：Certificate

这部分的测试代码： NetTcpBinding_Transport_Certificate.rar

netTCPBinding绑定的Transport安全模式，客户端Certificate验证，此时将采用TLS协议在传输层来保证消息的安全性。

这种方式的安全性：

完整性	由TLS提供
保密性	由TLS提供
服务端身份身份验证	服务端证书提供
客户端身份验证	客户端证书提供

 

2.3.1.获得和安装证书

TLS跟SSL一样，需要设置服务端证书。

同时客户端验证设置为Certificate，就需要提供客户端证书以验证客户端身份。

所有这里需要在服务端和客户端分别安装证书。

这里用Makecert.exe工具生成证书，使用下面的命令：

makecert -sr localmachine -ss My -n CN=win2008 -sky exchange -pe -r

这是服务端证书，win2008是服务端的机器名。

如果做过前面BasicHttpBinding的测试，这个服务端证书就应该已经有了。

makecert -sr currentuser -ss My -n CN=TestClient -sky exchange -pe -r

这是客户端证书。 

2.3.2.服务端代码

internal static ServiceHost myServiceHost = null;
internal static void Main()
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Transport;
    myBinding.Security.Transport.ClientCredentialType = TcpClientCredentialType.Certificate;
    Uri baseAddress = new Uri("net.tcp://win2008:8056/WCFService/");
    myServiceHost = new ServiceHost(typeof(GetIdentity), baseAddress);
    ServiceEndpoint myServiceEndpoint = myServiceHost.AddServiceEndpoint
                                        (typeof(IGetIdentity), myBinding, "GetIdentity");
    //设置服务端证书
    myServiceHost.Credentials.ServiceCertificate.SetCertificate("CN=win2008");
    //设置不验证客户端证书的有效性
    myServiceHost.Credentials.ClientCertificate.Authentication.CertificateValidationMode =
        System.ServiceModel.Security.X509CertificateValidationMode.None;
    ServiceMetadataBehavior behavior = new ServiceMetadataBehavior();
    behavior.HttpGetEnabled = true;
    behavior.HttpGetUrl = new Uri("http://win2008:8057/mex");
    myServiceHost.Description.Behaviors.Add(behavior);
    myServiceHost.Open();
    Console.WriteLine("Service started!");
    Console.ReadLine();
    myServiceHost.Close();
}

2.3.3.客户端代码

static void Main(string[] args)
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Transport;
    myBinding.Security.Transport.ClientCredentialType = TcpClientCredentialType.Certificate;
    EndpointAddress ea = new EndpointAddress("net.tcp://win2008:8056/WCFService/GetIdentity");
    GetIdentityClient gc = new GetIdentityClient(myBinding, ea);
    //设置客户端证书
    gc.ClientCredentials.ClientCertificate.SetCertificate("CN=TestClient",
            StoreLocation.CurrentUser, StoreName.My);
    //设置不验证服务端证书有效性
    gc.ClientCredentials.ServiceCertificate.Authentication.CertificateValidationMode =
        System.ServiceModel.Security.X509CertificateValidationMode.None;
    //为使用TcpTrace跟踪消息设置的TcpTrace监听端口
    ClientViaBehavior myClientViaBehavior = new ClientViaBehavior
    (new Uri("net.tcp://win2008:8055/WCFService/GetIdentity"));
    gc.Endpoint.Behaviors.Add(myClientViaBehavior);
    //执行代理类Get方法
    string result = gc.Get(WindowsIdentity.GetCurrent().Name);
    Console.WriteLine(result);
    Console.ReadLine();
}

2.3.4.测试

由于客户端是Certificate身份验证，到了服务端ServiceSecurityContext.Current.WindowsIdentity.Name获得的是证书的subject name和证书指纹。

2.3.5.证书映射到windows用户

有时需要把客户端证书映射为服务端的windows用户，这样可以使用windows权限控制客户端在服务端的权限。

在本例的情况，可以设置客户端证书跟服务端windows用户的映射，首先在服务端的代码或配置文件中设置允许客户端证书到服务端windows用户的映射。

代码中将客户端验证MapClientCertificateToWindowsAccount设为True：

myServiceHost.Credentials.ClientCertificate.Authentication.MapClientCertificateToWindowsAccount = true;

配置文件中将服务端Behavior的客户端证书验证MapClientCertificateToWindowsAccount设为True：

<serviceBehaviors>
  <behavior>
    <serviceCredentials>
      <clientCertificate>
        <authentication certificateValidationMode="None" mapClientCertificateToWindowsAccount="True" />
      </clientCertificate>
    </serviceCredentials>
  </behavior>
</serviceBehaviors> 

然后根据不同的服务端不同的宿主分别设置映射，分两种情况：

宿主为IIS 7.0

在IIS中设置客户端证书到windows用户的映射，可以一对一的映射，也可以多对一的映射，具体参考文章：IIS 7 Walkthrough: One to One Client Certificate Mapping Configuration

宿主为console应用或服务

这是直接在操作系统上把客户端的证书与windows用户作映射，这必须是要在安装了Active Directory的服务器上做。

具体步骤参考文章：Map certificates to user accounts

netTCPBinding绑定之Message安全模式

一、netTCPBinding

此绑定使用TCP传输协议，不具交互性，只适用于 WCF 到 WCF 的通信。

此绑定的传输安全性的实现：

安全模式Message

这种模式WCF中都一样，都是使用WS-*通过对SOAP消息本身进行加密、签名等等的处理来保证安全性。Message模式不依赖于传输协议。服务端需要指定服务端证书，用来加密服务端和客户端相互传送的消息。

Transport – 客户端windows验证

使用windows security保证消息的安全，使用windows credential进行身份验证。

这种方式不需要服务端证书。

至于windows security的实现安全的原理我还不明白，这部分尚待了解。

Transport – 客户端其他验证方式

使用TLS over TCP实现传输安全性，需要服务端证书。

一般大家对SSL比较熟悉，对TLS可能要陌生些，其实可以说TLS协议可以看作跟SSL协议后续版本。1994年，netscape为了在internet上进行安全的数据传输，开发了的SSL协议，后来标准化组织把SSL标准化了，稍作修改改名叫TLS，在一般的使用意义上，这两个协议差别不大，就是在保证消息完整性的散列算法上使用了不同的算法。

TLS over TCP 直接建立在TCP协议上，通过传输层TCP协议实现安全性。 

netTCPBinding绑定是直接使用TCP协议，不走HTTP，所以不能使用IIS宿主。这部分的测试实例采用自宿主的服务端console应用，基于代码的方式。

3、安全模式 – Message

这部分测试netTCPBinding绑定的Message安全模式的各种情况。

共用测试WCF服务类

所有测试都是用同样的服务端contract和实现这个contract的service：

[ServiceContract(Namespace = "http://chnking.com")]
public interface IGetIdentity
{
    [OperationContract]
    string Get(string ClientIdentity);
}
public class GetIdentity : IGetIdentity
{
    public string Get(string ClientIdentity)
    {
        return ("服务端Identity 是'" + ServiceSecurityContext.Current.PrimaryIdentity.Name +
                "'

客户端Identity是 '" + ClientIdentity + "'");
    }
}

代码很简单，一个contract提供了一个Get方法，接收一个string参数，返回一个string参数。在后面的测试中，客户端把客户端安全上下文的Identity发送到服务端，服务端返回服务端安全上下文的Identity给客户端。

3.1.客户端验证 – None

这部分的测试代码： NetTcpBinding_Message_None.rar

netTCPBinding绑定的Message安全模式，客户端None验证。此时将使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道，原理上类似SSL或TLS的机制（但不是通过网络传输层来实现，而是通过处理SOAP中的消息）来保证消息的安全性。

这种方式的安全性：

完整性	使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道
保密性	使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道
服务端身份身份验证	服务端证书提供
客户端身份验证	没有

 

3.1.1.获得和安装证书

这里用Makecert.exe工具生成证书，使用下面的命令：

makecert -sr localmachine -ss My -n CN=win2008 -sky exchange -pe -r

这是服务端证书，win2008是服务端的机器名。

如果做过前面BasicHttpBinding的测试，这个服务端证书就应该已经有了。

3.1.2.服务端代码

internal static ServiceHost myServiceHost = null;
internal static void Main()
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Message;
    myBinding.Security.Message.ClientCredentialType = MessageCredentialType.None;
    Uri baseAddress = new Uri("net.tcp://localhost:8056/WCFService/");
    myServiceHost = new ServiceHost(typeof(GetIdentity), baseAddress);
    ServiceEndpoint myServiceEndpoint = myServiceHost.AddServiceEndpoint
                                        (typeof(IGetIdentity), myBinding, "GetIdentity");
    //设置服务端证书
    myServiceHost.Credentials.ServiceCertificate.SetCertificate("CN=win2008");
    ServiceMetadataBehavior behavior = new ServiceMetadataBehavior();
    behavior.HttpGetEnabled = true;
    behavior.HttpGetUrl = new Uri("http://localhost:8057/mex");
    myServiceHost.Description.Behaviors.Add(behavior);
    myServiceHost.Open();
    Console.WriteLine("Service started!");
    Console.ReadLine();
    myServiceHost.Close();
}

3.1.3.客户端代码

static void Main(string[] args)
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Message;
    myBinding.Security.Message.ClientCredentialType = MessageCredentialType.None;
    EndpointAddress ea = new EndpointAddress("net.tcp://win2008:8056/WCFService/GetIdentity");
    GetIdentityClient gc = new GetIdentityClient(myBinding, ea);
    //不验证服务端证书的有效性
    gc.ClientCredentials.ServiceCertificate.Authentication.CertificateValidationMode =
        System.ServiceModel.Security.X509CertificateValidationMode.None;
    //为使用TcpTrace跟踪消息设置的TcpTrace监听端口
    ClientViaBehavior myClientViaBehavior = new ClientViaBehavior
    (new Uri("net.tcp://win2008:8055/WCFService/GetIdentity"));
    gc.Endpoint.Behaviors.Add(myClientViaBehavior);
    //执行代理类Get方法
    string result = gc.Get(WindowsIdentity.GetCurrent().Name);
    Console.WriteLine(result);
    Console.ReadLine();
}

3.1.4.测试

3.2.客户端验证 – Windows

这部分的测试代码： NetTcpBinding_Message_Windows.rar

netTCPBinding绑定的Message安全模式，客户端Windows验证。此时将使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道，原理上类似SSL或TLS的机制（但不是通过网络传输层来实现，而是通过处理SOAP中的消息）来保证消息的安全性。

这种方式的安全性：

完整性	使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道
保密性	使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道
服务端身份身份验证	服务端证书提供
客户端身份验证	Windows身份验证

 

3.2.1.获得和安装证书

这里用Makecert.exe工具生成证书，使用下面的命令：

makecert -sr localmachine -ss My -n CN=win2008 -sky exchange -pe -r

这是服务端证书，win2008是服务端的机器名。

如果做过前面BasicHttpBinding的测试，这个服务端证书就应该已经有了。

3.2.2.服务端代码

internal static ServiceHost myServiceHost = null;
internal static void Main()
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Message;
    myBinding.Security.Message.ClientCredentialType = MessageCredentialType.Windows;
    Uri baseAddress = new Uri("net.tcp://localhost:8056/WCFService/");
    myServiceHost = new ServiceHost(typeof(GetIdentity), baseAddress);
    ServiceEndpoint myServiceEndpoint = myServiceHost.AddServiceEndpoint
                                        (typeof(IGetIdentity), myBinding, "GetIdentity");
    //设置服务端证书
    myServiceHost.Credentials.ServiceCertificate.SetCertificate("CN=win2008");
    ServiceMetadataBehavior behavior = new ServiceMetadataBehavior();
    behavior.HttpGetEnabled = true;
    behavior.HttpGetUrl = new Uri("http://localhost:8057/mex");
    myServiceHost.Description.Behaviors.Add(behavior);
    myServiceHost.Open();
    Console.WriteLine("Service started!");
    Console.ReadLine();
    myServiceHost.Close();
}

3.2.3.客户端代码

static void Main(string[] args)
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Message;
    myBinding.Security.Message.ClientCredentialType = MessageCredentialType.Windows;
    EndpointAddress ea = new EndpointAddress("net.tcp://win2008:8056/WCFService/GetIdentity");
    GetIdentityClient gc = new GetIdentityClient(myBinding, ea);
    //不验证服务端证书的有效性
    gc.ClientCredentials.ServiceCertificate.Authentication.CertificateValidationMode =
        System.ServiceModel.Security.X509CertificateValidationMode.None;
    //为使用TcpTrace跟踪消息设置的TcpTrace监听端口
    ClientViaBehavior myClientViaBehavior = new ClientViaBehavior
    (new Uri("net.tcp://win2008:8055/WCFService/GetIdentity"));
    gc.Endpoint.Behaviors.Add(myClientViaBehavior);
    //执行代理类Get方法
    string result = gc.Get(WindowsIdentity.GetCurrent().Name);
    Console.WriteLine(result);
    Console.ReadLine();
}

3.2.4.测试

可以看出，客户端windows身份被传送到服务端。

3.3.客户端验证 – UserName

这部分的测试代码： NetTcpBinding_Message_UserName.rar

netTCPBinding绑定的Message安全模式，客户端使用UserName验证。此时将使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道，原理上类似SSL或TLS的机制（但不是通过网络传输层来实现，而是通过处理SOAP中的消息）来保证消息的安全性。

这种方式的安全性：

完整性	使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道
保密性	使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道
服务端身份身份验证	服务端证书提供
客户端身份验证	客户端提供的用户名和密码

 

3.3.1.获得和安装证书

这里用Makecert.exe工具生成证书，使用下面的命令：

makecert -sr localmachine -ss My -n CN=win2008 -sky exchange -pe -r

这是服务端证书，win2008是服务端的机器名。

如果做过前面BasicHttpBinding的测试，这个服务端证书就应该已经有了。

3.3.2.服务端代码

Contract和Services部分的代码：

[ServiceContract(Namespace = "http://chnking.com")]
public interface IGetIdentity
{
    [OperationContract]
    string Get(string ClientIdentity);
}
public class GetIdentity : IGetIdentity
{
    [PrincipalPermission(SecurityAction.Demand, Role = "admin")]
    public string Get(string ClientIdentity)
    {
        IPrincipal myWindowsPrincipal = (IPrincipal)Thread.CurrentPrincipal;
        return ("Identity of server is'" + myWindowsPrincipal.Identity.Name +
                "'

Identity of client is '" + ClientIdentity + "'");
    }
}

这部分代码跟前面的测试例子一样，只是为了测试服务端模拟身份后的权限控制在Get方法前增加了了如下的控制访问的attribute：

[PrincipalPermission(SecurityAction.Demand, Role = "admin")]

表示只有运行方法的当前线程安全上下文的identity属于admin角色时才有权限访问这个方法。

服务宿主部分的代码：

internal class MyServiceHost
{
    internal static ServiceHost myServiceHost = null;
    internal static void Main()
    {
        NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
        myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Message;
        myBinding.Security.Message.ClientCredentialType = MessageCredentialType.UserName;
        Uri baseAddress = new Uri("net.tcp://localhost:8056/WCFService/");
        myServiceHost = new ServiceHost(typeof(GetIdentity), baseAddress);
        ServiceEndpoint myServiceEndpoint = myServiceHost.AddServiceEndpoint
                                            (typeof(IGetIdentity), myBinding, "GetIdentity");
        //设置服务端证书
        myServiceHost.Credentials.ServiceCertificate.SetCertificate("CN=win2008");
        //默认服务端PrincipalPermissionMode为UseWindowsGroups，将Thread.CurrentPrincipal设置为WindowsPrincipal
        //一般是windows验证时映射到windows用户。
        //本例需要自己设置Thread.CurrentPrincipal，故此处设置为None
        myServiceHost.Authorization.PrincipalPermissionMode = PrincipalPermissionMode.None;
        //设置客户端username在服务端验证模式为Custom
        myServiceHost.Credentials.UserNameAuthentication.UserNamePasswordValidationMode =
            System.ServiceModel.Security.UserNamePasswordValidationMode.Custom;
        myServiceHost.Credentials.UserNameAuthentication.CustomUserNamePasswordValidator = new customUserNamePasswordValidator();
        ServiceMetadataBehavior behavior = new ServiceMetadataBehavior();
        behavior.HttpGetEnabled = true;
        behavior.HttpGetUrl = new Uri("http://localhost:8057/mex");
        myServiceHost.Description.Behaviors.Add(behavior);
        myServiceHost.Open();
        Console.WriteLine("Service started!");
        Console.ReadLine();
        myServiceHost.Close();
    }
}
public class customUserNamePasswordValidator : System.IdentityModel.Selectors.UserNamePasswordValidator
{
    public override void Validate(string username, string password)
    {
        if (username == "chnking" && password == "jjz666")
        {
            string[] roles = { "admin", "operator" };
            Thread.CurrentPrincipal = new GenericPrincipal(new GenericIdentity("chnking", "Custom"), roles);
        }
        else
        {
            throw(new SecurityTokenException("用户名或密码无效！"));
        }
    }
}

这部分代码有几处需要说明：

客户端使用UserName验证方式，在服务端可以使用对客户端发送来的UserName的验证方式有三种：

Windows：用windows的帐号和密码验证客户端送来的UserName。

MembershipProvider：提供基于已配置的MembershipProvider的密码验证。

Custom：由自定义的从UserNamePasswordValidator继承来的类验证用户名和密码。 

本例中选用自定义验证，并新建了一个从UserNamePasswordValidator继承来的类customUserNamePasswordValidator来验证客户端用户名和口令。

验证了用户正确后，新建一个跟此用户对应的GenericPrincipal，包括这个用户的Identity，这里叫做"chnking"，和这个identity所属的角色，这里这个用户同时属于"admin", "operator"。还把这个用户的GenericPrincipal赋给了Thread.CurrentPrincipal，使本线程往下的运行上下文切换到这个定制的GenericPrincipal。

还有一点，服务端的PrincipalPermissionMode默认是UseWindowsGroups，这表示将Thread.CurrentPrincipal设置为WindowsPrincipal，一般是windows验证时映射到windows用户。本例需要自己设置Thread.CurrentPrincipal，故此处设置为None，否则，到了执行服务端services代码时，Thread.CurrentPrincipal将为空。

3.3.3.客户端代码

static void Main(string[] args)
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Message;
    myBinding.Security.Message.ClientCredentialType = MessageCredentialType.UserName;
    EndpointAddress ea = new EndpointAddress("net.tcp://jinjz2008:8056/WCFService/GetIdentity");
    GetIdentityClient gc = new GetIdentityClient(myBinding, ea);
    //不验证服务端证书的有效性
    gc.ClientCredentials.ServiceCertificate.Authentication.CertificateValidationMode =
        System.ServiceModel.Security.X509CertificateValidationMode.None;
    //提供UserName客户端用户凭据
    gc.ClientCredentials.UserName.UserName = "chnking";
    gc.ClientCredentials.UserName.Password = "jjz666";
    //为使用TcpTrace跟踪消息设置的TcpTrace监听端口
    ClientViaBehavior myClientViaBehavior = new ClientViaBehavior
    (new Uri("net.tcp://jinjz2008:8055/WCFService/GetIdentity"));
    gc.Endpoint.Behaviors.Add(myClientViaBehavior);
    //执行代理类Get方法
    string result = gc.Get(WindowsIdentity.GetCurrent().Name);
    Console.WriteLine(result);
    Console.ReadLine();
}

客户端没有太多需要特别说明的。设置客户端验证方式为UserName后用以下代码提供用户名和口令：

//提供UserName客户端用户凭据

gc.ClientCredentials.UserName.UserName = "chnking";

gc.ClientCredentials.UserName.Password = "jjz666";

3.3.4.测试

可以看出，客户端的chnking身份被传送到服务端。并且，有权限执行服务端的Get方法。

3.3.5.身份模拟和访问权限控制

如果在服务端的Get方法中设置一个断点，如下图：

可以看到当代码运行到Get方法中时，当前线程的Principal就是在customUserNamePasswordValidator定制类中赋给的chnking，并且这个chnking属于admin角色。

如果把Get的权限改一下，改成只有叫"manager"的角色可以方法此方法：

[PrincipalPermission(SecurityAction.Demand, Role = "manager ")]

public string Get(string ClientIdentity)

再看运行结果：

Chning不属于"manager"角色，也就没有执行Get方法的权限。

3.4.客户端验证：Certificate

这部分的测试代码： NetTcpBinding_Message_Certificate.rar

netTCPBinding绑定的Message安全模式，客户端Certificate验证，此时将使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道，原理上类似SSL或TLS的机制（但不是通过网络传输层来实现，而是通过处理SOAP中的消息）来保证消息的安全性。

这种方式的安全性：

完整性	使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道
保密性	使用服务端证书，通过WS-Trust协议建立的安全通道
服务端身份身份验证	服务端证书提供
客户端身份验证	客户端证书提供

 

3.4.1.获得和安装证书

同时客户端验证设置为Certificate，就需要提供客户端证书以验证客户端身份。

所有这里需要在服务端和客户端分别安装证书。

这里用Makecert.exe工具生成证书，使用下面的命令：

makecert -sr localmachine -ss My -n CN=win2008 -sky exchange -pe -r

这是服务端证书，win2008是服务端的机器名。

如果做过前面BasicHttpBinding的测试，这个服务端证书就应该已经有了。

makecert -sr currentuser -ss My -n CN=TestClient -sky exchange -pe -r

这是客户端证书。

3.4.2.服务端代码

internal static ServiceHost myServiceHost = null;
internal static void Main()
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Message;
    myBinding.Security.Message.ClientCredentialType = MessageCredentialType.Certificate;
    Uri baseAddress = new Uri("net.tcp://localhost:8056/WCFService/");
    myServiceHost = new ServiceHost(typeof(GetIdentity), baseAddress);
    ServiceEndpoint myServiceEndpoint = myServiceHost.AddServiceEndpoint
                                        (typeof(IGetIdentity), myBinding, "GetIdentity");
    //设置服务端证书
    myServiceHost.Credentials.ServiceCertificate.SetCertificate("CN=win2008");
    //设置不验证客户端证书的有效性
    myServiceHost.Credentials.ClientCertificate.Authentication.CertificateValidationMode =
        System.ServiceModel.Security.X509CertificateValidationMode.None;
    ServiceMetadataBehavior behavior = new ServiceMetadataBehavior();
    behavior.HttpGetEnabled = true;
    behavior.HttpGetUrl = new Uri("http://localhost:8057/mex");
    myServiceHost.Description.Behaviors.Add(behavior);
    myServiceHost.Open();
    Console.WriteLine("Service started!");
    Console.ReadLine();
    myServiceHost.Close();
} 

3.4.3.客户端代码

static void Main(string[] args)
{
    NetTcpBinding myBinding = new NetTcpBinding();
    myBinding.Security.Mode = SecurityMode.Message;
    myBinding.Security.Message.ClientCredentialType = MessageCredentialType.Certificate;
    EndpointAddress ea = new EndpointAddress("net.tcp://win2008:8056/WCFService/GetIdentity");
    GetIdentityClient gc = new GetIdentityClient(myBinding, ea);
    //设置客户端证书
    gc.ClientCredentials.ClientCertificate.SetCertificate("CN=TestClient",
            StoreLocation.CurrentUser, StoreName.My);
    //设置不验证服务端证书有效性
    gc.ClientCredentials.ServiceCertificate.Authentication.CertificateValidationMode =
        System.ServiceModel.Security.X509CertificateValidationMode.None;
    //为使用TcpTrace跟踪消息设置的TcpTrace监听端口
    ClientViaBehavior myClientViaBehavior = new ClientViaBehavior
    (new Uri("net.tcp://win2008:8055/WCFService/GetIdentity"));
    gc.Endpoint.Behaviors.Add(myClientViaBehavior);
    //执行代理类Get方法
    string result = gc.Get(WindowsIdentity.GetCurrent().Name);
    Console.WriteLine(result);
    Console.ReadLine();
}

3.4.4.测试

由于客户端是Certificate身份验证，到了服务端ServiceSecurityContext.Current.PrimaryIdentity.Name获得的是证书的subject name和证书指纹。

3.4.5.证书映射到windows用户

有时需要把客户端证书映射为服务端的windows用户，这样可以使用windows权限控制客户端在服务端的权限。

在本例的情况，可以设置客户端证书跟服务端windows用户的映射，首先在服务端的代码或配置文件中设置允许客户端证书到服务端windows用户的映射。

代码中将客户端验证MapClientCertificateToWindowsAccount设为True：

myServiceHost.Credentials.ClientCertificate.Authentication.MapClientCertificateToWindowsAccount = true;

配置文件中将服务端Behavior的客户端证书验证MapClientCertificateToWindowsAccount设为True：

<serviceBehaviors>
  <behavior>
    <serviceCredentials>
      <clientCertificate>
        <authentication certificateValidationMode="None" mapClientCertificateToWindowsAccount="True" />
      </clientCertificate>
    </serviceCredentials>
  </behavior>
</serviceBehaviors> 

然后在服务端设置映射，在操作系统上把客户端的证书与windows用户作映射，这必须是要在安装了Active Directory的服务器上做。

具体步骤参考文章：Map certificates to user accounts