14. Java Remote Method Invocation (2)

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1 14. Java Remote Method Invocation (2) Vittorio Scarano Corso di Programmazione Distribuita Laurea di I livello in Informatica Università degli Studi di Salerno Organizzazione della lezione Il modello della sicurezza in Java Creazione di oggetti remoti che derivano da una superclasse Istanziazione di un registry interno all oggetto server Download dinamico di classi in 2

2 Organizzazione della lezione Il modello della sicurezza in Java Creazione di oggetti remoti che derivano da una superclasse Istanziazione di un registry interno all oggetto server Download dinamico di classi in 3 La sicurezza in Java Il problema nasce dalla caratteristica di Java di essere distribuito potendo eseguire classi scaricate dalla rete, non si può essere sicuri della loro inoffensività La soluzione di Java i programmi vengono eseguiti in una sandbox Il SecurityManager viene usato per controllare i permessi forniti dall utente al programma 4

3 La evoluzione delle politiche di security: JDK 1.0 In JDK 1.0 la unica differenza era tra codice locale e remoto 5 La evoluzione delle politiche di security: JDK 1.1 In JDK 1.1 vengono introdotti gli applet firmati remoto 6

4 La evoluzione delle politiche di security: JDK 1.2 e successive In JDK 1.2 viene introdotta la policy per dominio 7 Le politiche di sicurezza Vengono enumerate da Sun i modi in cui è possibile uscire dalla sandbox I permessi vengono memorizzati in file di policy definiscono le restrizioni imposte dalla sandbox A livello sistema (nella home di Java Runtime Environment).../jre/lib/security/java.policy A livello utente.../userhome/.java.policy A livello programma java -Djava.security.policy=policyfile appname 8

5 Il Security Manager Implementa una politica di sicurezza permettendo la esecuzione in una sandbox Esempio: la delete di un file può essere illegale Il Security Manager viene interpellato dall interprete per ogni azione potenzialmente pericolosa. 9 Istallare un SecurityManager Necessario istallare un Security Manager dal codice dalla linea di comando java -Djava.security.manager rmiregistry (e rmid per la activation) istallano dei SecurityManager con policy di default Formato dei permessi nei file di policy: grant [signedby Name] [codebase URL] { // lista dei permessi ; 10

6 La politica di default All interno di jre/lib/security il file java.policy grant codebase "file:${java.home/lib/ext/*" { permission java.security.allpermission; ; grant { // Thread possono fermare se stessi con java.lang.thread.stop() permission java.lang.runtimepermission "stopthread"; // listen su porte non di root permission java.net.socketpermission "localhost:1024-", "listen"; // proprieta di sistema leggibili permission java.util.propertypermission "java.version", "read"; permission java.util.propertypermission "java.vendor", "read"; permission java.util.propertypermission "java.vendor.url", "read"; permission java.util.propertypermission "java.class.version", "read"; permission java.util.propertypermission "os.name", "read"; permission java.util.propertypermission "os.version", "read"; permission java.util.propertypermission "os.arch", "read"; permission java.util.propertypermission "file.separator", "read"; permission java.util.propertypermission "path.separator", "read"; permission java.util.propertypermission "line.separator", "read"; // continua 11 La politica di default All interno di jre/lib/security il file java.policy // continua permission java.util.propertypermission "java.specification.version", "read"; permission java.util.propertypermission "java.specification.vendor", "read"; permission java.util.propertypermission "java.specification.name", "read"; permission java.util.propertypermission "java.vm.specification.version", "read"; permission java.util.propertypermission "java.vm.specification.vendor", "read"; permission java.util.propertypermission "java.vm.specification.name", "read"; permission java.util.propertypermission "java.vm.version", "read"; permission java.util.propertypermission "java.vm.vendor", "read"; permission java.util.propertypermission "java.vm.name", "read"; ; 12

7 Un tool: policytool Permette di gestire con facilità i file di permessi 13 Organizzazione della lezione Il modello della sicurezza in Java Creazione di oggetti remoti che derivano da una superclasse Istanziazione di un registry interno all oggetto server Download dinamico di classi in 14

8 Come dichiarare un oggetto remoto Per poter usare un oggetto server deve: ereditare da UnicastRemoteObject implementare la interfaccia dei servizi offerti Cosa accade se la nostra classe deve ereditare da qualche altra classe? Si possono utilizzare dei metodi statici offerti da UnicastRemoteObject per rendere l oggetto utilizzabile da remoto attraverso il metodo UnicastRemoteObject.exportObject() tipicamente, nel costruttore che deve lanciare una eccezione RemoteException 15 Un esempio: RemoteCounter Classe LocalCounter: classe locale con alcuni metodi e variabili di istanza Classe RemoteCounter: che eredita da LocalCounter e implementa la interface Counter dei cui metodi offre la implementazione aggiungendo anche alcuni metodi locali Classi di supporto CounterClient: per incrementare di un certo valore (fornito su linea di comando) il contatore remoto CounterServer: per istanziare l oggetto remoto offre anche una semplice shell di interrogazione 16

9 Il diagramma di RemoteCount 17 La interface remote: Counter.java import java.rmi.remote; import java.rmi.remoteexception; public interface Counter extends Remote { int getvalue() throws RemoteException; void sum(int valore) throws RemoteException; int increment() throws RemoteException; Tre metodi da implementare per l accesso remoto getvalue() preleva il valore eccezione remota sum() aggiunge il valore indicato increment() incrementa il contatore di 1 18

10 Il diagramma di RemoteCount 19 La classe locale: LocalCounter.java public class LocalCounter { public LocalCounter(int v) { value = v; public int localgetvalue() { return value; // variabili di istanza int value; Semplice esempio Costruttore inizializzazione Offre un metodo (locale) per prelevare il valore Variabile di istanza 20

11 Il diagramma di RemoteCount 21 La classe locale: RemoteCounter.java (1) import java.rmi.*; import java.rmi.server.*; public class RemoteCounter extends LocalCounter implements Counter { public RemoteCounter(String n, int v) throws RemoteException { super (v); name = n; UnicastRemoteObject.exportObject(this); try { Naming.rebind(name,this); catch (Exception e) {System.out.println ("Eccezione:"+e); // continua. Estende la classe locale e implementa la interface Costruttore costruttore superclasse inizializzazione esportazione oggetto remoto rebind 22

12 La classe locale: RemoteCounter.java (2) // continua public int getvalue() throws RemoteException { return value; public void sum (int valore) throws RemoteException { value += valore; public int increment() throws RemoteException { sum (1); return value; public String getname() { return name; String name; Metodi remoti getvalue() sum() increment() Metode locale getname() Variabile istanza 23 Il diagramma di RemoteCount 24

13 La classe server: CounterServer.java (1) import java.util.*; import java.io.*; import java.rmi.*; import java.rmi.server.*; public class CounterServer { public static void main (String args []) { BufferedReader in=null; String cmd; if (System.getSecurityManager() == null) System.setSecurityManager(new SecurityManager()); try{ RemoteCounter cont = new RemoteCounter ("Contatore",0); System.out.println ("Pronto!"); in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); // continua Offre una shell di comandi locali Solo il metodo main() Installazione SM Creazione oggetto remoto Apertura Stream per input 25 La classe server: CounterServer.java (2) while (true) { System.out.print("Comandi >"); cmd = in.readline(); if (cmd.equals ("close")) System.exit(0); else if (cmd.equals ("localgetvalue")) System.out.println ( cont.localgetvalue()); else if (cmd.equals ("getname")) System.out.println ( cont.getname()); else if (cmd.equals("increment")) System.out.println (cont.increment()); else System.out.println (ERRORMSG); // end while catch (Exception e) { System.out.println("Ecc."+e); static final String ERRORMSG = "Uhh?"; Lettura comando Esecuzione metodi locali ereditati da LocalCounter: localgetvalue() locali: getname() remoti: increment() Costante per messaggio di errore 26

14 Il diagramma di RemoteCount 27 La classe client: CounterClient.java import java.rmi.*; import java.rmi.registry.*; import java.rmi.server.*; public class CounterClient { public static void main (String args [ ]) { String host = "localhost"; if (System.getSecurityManager() == null) System.setSecurityManager(new SecurityManager()); if (args.length == 2) host = args[1]; try{ Counter cont = (Counter) Naming.lookup("rmi://"+host+"/Contatore"); int limite=integer.parseint(args [0]); for (int i=0; i<limite; i++) cont.increment(); System.out.println ("Tot="+cont.getValue()); catch (Exception e) { System.out.println("Eccezione"+e); Chiama l incremento args[0] volte Installazione SM Riferimento remoto Chiamata di increment() Chiamata di getvalue() 28

15 Organizzazione della lezione Il modello della sicurezza in Java Creazione di oggetti remoti che derivano da una superclasse Istanziazione di un registry interno all oggetto server Download dinamico di classi in 29 Istanziazione di un registry dall interno E possibile istanziare un registry dall interno di un programma utile per evitare la partenza del servizio di naming da shell indispensabile (come vedremo) per usare socket particolari Facciamo un esempio: esempio Hello (lezione precedente) unica modifica necessaria sul server HelloImpl che deve creare un oggetto di tipo registry ottenerne il riferimento per poter fare il bind dell oggetto 30

16 Il diagramma di RemoteHello 31 La interface remota dell'oggetto: il file Hello.java package hello; public interface Hello extends java.rmi.remote { String dimmiqualcosa(string dachi) throws java.rmi.remoteexception; Dichiarazione di package Interface eredita da java.rmi.remote Metodo dimmiqualcosa dichiarato Lancia RemoteException 32

17 La implementazione dell'oggetto remoto: il file HelloImpl.java (1) package hello; import java.rmi.*; import java.rmi.server.unicastremoteobject; import java.rmi.registry.*; public class HelloImpl extends UnicastRemoteObject implements Hello { public HelloImpl() throws java.rmi.remoteexception { public String dimmiqualcosa(string dachi) throws RemoteException { System.out.println("Saluto "+dachi); return "Ciao "+dachi+"!"; // continua Identico alla precedente tranne: import di registry Il costruttore (vuoto) dell'oggetto remoto con chiamata implicita al costruttore della superclasse Implementazione del metodo remoto 33 La implementazione dell'oggetto remoto: il file HelloImpl.java (2) // continua public static void main(string args[]) { System.setSecurityManager(new SecurityManager()); try { HelloImpl obj = new HelloImpl(); LocateRegistry.createRegistry(1099); Registry registry = LocateRegistry.getRegistry(1099); registry.rebind("helloserver", obj); System.out.println("Pronto!"); catch (Exception e) { e.printstacktrace(); // end main // end classe HelloImpl Crea ed installa un security manager utile per poter caricare classi dinamicamente se non sono presenti sul CLASSPATH crea una istanza di oggetto remoto obj Differenza: crea un registry su porta 1099 ottiene un riferimento fa il rebind() era semplicemente Naming.rebind("HelloServer", obj); 34

18 Esecuzione di Hello Sulla macchina del server (serverhost): non necessario lanciare il registry sulla porta di default 1099 lanciare il programma server con la policy: java -Djava.security.policy=policyall hello.helloimpl Sulla macchina del client: lanciare il programma client: java hello.helloclient serverhost Topolino 35 Organizzazione della lezione Il modello della sicurezza in Java Creazione di oggetti remoti che derivano da una superclasse Istanziazione di un registry interno all oggetto server Download dinamico di classi in 36

19 Download dinamico di classi Tra le capacità particolari di Java quella di permettere il caricamento a run-time delle classi necessarie, dovunque esse si trovino (su host locale oppure tramite una URL Tipicamente: un ClassLoader per la JVM deve conoscere le possibili locazioni delle classi da caricare Codebase una sorgente di classi da cui caricare tipicamente, in locale, settato al CLASSPATH (variabile di ambiente) 37 Codebase e In generale, è necessario indicare alle classi client come poter accedere (anche remotamente) alla classe stub dell oggetto server di cui vuole usare i servizi (metodi) In generale: possibile indicare una URL che specifichi dove si trova la classe indicata usato di solito con un server HTTP o FTP che svolga questo compito Uso del codebase: java -Djava.rmi.server.codebase= class 38

20 Caricamento dinamico delle classi Due scenari diversi 1. il server deve poter indicare al client dove si trova lo stub che si incaricherà delle comunicazioni con sé stesso 2. il client effettua una chiamata remota ad un metodo passando un oggetto la cui classe è sconosciuta al server (ma ovviamente è sottoclasse della classe del parametro del metodo del server) 39 Lo scenario 1: la sequenza di azioni (1) client Locazione URL registry 1. bind server server java -Djava.rmi.server.codebase=http//s_host server 40

21 Lo scenario 1: la sequenza di azioni (2) client Locazione URL registry 1. bind server server il registry annota la definizione della URL per la classe e carica la definizione della classe 41 Lo scenario 1: la sequenza di azioni (3) client 2. Naming.lookup 3. reference remota (con il codebase) Locazione URL registry 1. bind server server 42

22 Lo scenario 1: la sequenza di azioni (4) client 5. stub restituito 2. Naming.lookup 3. reference remota (con il codebase) 4. richiesta stub Locazione URL registry 1. bind server server 43 Lo scenario 1: la sequenza di azioni (5) client 5. stub restituito 2. Naming.lookup 3. reference remota (con il codebase) 4. richiesta stub Locazione URL registry 6. chiamata remota 1. bind server server 44

23 Caricamento dinamico delle classi Due scenari diversi 1. il server deve poter indicare al client dove si trova lo stub che si incaricherà delle comunicazioni con sé stesso 2. il client effettua una chiamata remota ad un metodo passando un oggetto la cui classe è sconosciuta al server (ma ovviamente è sottoclasse della classe del parametro del metodo del server) 45 I parametri passati a metodi remoti Tre possibilità tipi di dati primitivi il server conosce come interpretarli oggetti la cui classe si trova nel CLASSPATH del server il server conosce come interpretarli oggetti la cui classe non si trova nel CLASSPATH del server il parametro era per un oggetto della classe A, ma viene passato un oggetto della classe B, sottoclasse di A, che risulta sconosciuta dal server necessario che il server la possa reperire 46

24 Lo scenario 2: la sequenza di azioni (1) java -Djava.rmi.server.codebase=http//c_host client client il client ha la definizione della sottoclasse su un server Locazione URL chiamata remota in cui l argomento è una sottoclasse non nota al server server 47 Lo scenario 2: la sequenza di azioni (2) client il client ha la definizione della sottoclasse su un server Locazione URL chiamata remota in cui l argomento è una sottoclasse non nota al server server il server accede alla definizione della sottoclasse 48