チュートリアル: Azure Web PubSub を使用するときにアプリケーションに認証とアクセス許可を追加する

[アーティクル]
12/07/2023

「チャットアプリを構築する」では、WebSocket API を使用して Azure Web PubSub でデータを送受信する方法について学習しました。わかりやすくするために、認証は必要ありません。 Azure Web PubSub では接続のためにアクセストークンが必要ですが、アクセストークンを生成するためにチュートリアルで使用した negotiate API には認証が必要ありません。誰でもこの API を呼び出してアクセストークンを取得できます。

実際のアプリケーションでは、ユーザーがアプリケーションを使用する前に、通常は先にサインインしてもらいます。このチュートリアルでは、Web PubSub をアプリケーションの認証および認可のシステムと統合してセキュリティを向上させる方法について説明します。

このチュートリアルの完全なコードサンプルは、GitHub にあります。

このチュートリアルでは、以下の内容を学習します。

GitHub 認証を有効にする
アプリケーションに認証ミドルウェアを追加する
クライアントにアクセス許可を追加する

チャットルームアプリに認証を追加する

このチュートリアルでは、チャットアプリの構築で作成したチャットアプリケーションを再利用します。また、GitHub から、チャットアプリの完全なコードサンプルを複製することもできます。

このチュートリアルでは、チャットアプリケーションに認証を追加し、それを Web PubSub と統合します。

まず、ユーザーが GitHub アカウントを使用してサインインできるように、チャットルームに GitHub 認証を追加します。

依存関係をインストールします。

npm install --save cookie-parser
npm install --save express-session
npm install --save passport
npm install --save passport-github2

ディレクトリ内のファイルを server.js 検索し、次のコードを追加して GitHub 認証を server.js有効にします。
```
const app = express();

const users = {};
passport.use(
  new GitHubStrategy({
    clientID: process.argv[3],
    clientSecret: process.argv[4]
  },
  (accessToken, refreshToken, profile, done) => {
    users[profile.id] = profile;
    return done(null, profile);
  }
));

passport.serializeUser((user, done) => {
  done(null, user.id);
});

passport.deserializeUser((id, done) => {
  if (users[id]) return done(null, users[id]);
  return done(`invalid user id: ${id}`);
});

app.use(cookieParser());
app.use(session({
  resave: false,
  saveUninitialized: true,
  secret: 'keyboard cat'
}));
app.use(passport.initialize());
app.use(passport.session());
app.get('/auth/github', passport.authenticate('github', { scope: ['user:email'] }));
app.get('/auth/github/callback', passport.authenticate('github', { successRedirect: '/' }));
```
前述のコードでは、GitHub 認証を有効にするために Passport.js が使用されています。その動作を簡単に示すと次のようになります。
1. /auth/github でサインインのために github.com にリダイレクトします。
2. サインインすると、GitHub でアプリケーションのコードを使用して /auth/github/callback にリダイレクトされ、認証が完了します。 (GitHub から返されたプロファイルがサーバーでどのように検証され、保持されるかを確認するには、.) の検証済みコールバック passport.use()を参照してください。
3. 認証が完了すると、サイトのホームページ (/) にリダイレクトされます。
GitHub OAuth と Passport.js の詳細については、次の記事を参照してください。
- OAuth アプリの承認
- Passport.js のドキュメント
これをテストするには、最初に GitHub OAuth を作成する必要があります。
1. https://www.github.com にアクセスして自分のプロファイルを開き、 [設定]>[開発者向け設定] の順に選択します。
2. OAuth Apps に移動し、 [新規 OAuth アプリ] を選択します。
3. アプリケーション名とホームページの URL (任意の URL を指定できます) を入力し、 [認証コールバックの URL] を http://localhost:8080/auth/github/callback に設定します。この URL は、サーバーに公開したコールバック API と一致します。
4. アプリケーションが登録されたら、クライアント ID をコピーし、 [新しいクライアントシークレットを生成する] を選択します。
次のコマンドを実行して設定をテストします。<connection-string>、<client-id>、<client-secret> は必ず実際の値に置き換えます。
```
export WebPubSubConnectionString="<connection-string>"
export GitHubClientId="<client-id>"
export GitHubClientSecret="<client-secret>"
node server
```
ここで、http://localhost:8080/auth/github を開きます。サインインするために GitHub にリダイレクトされます。サインインすると、チャットアプリケーションにリダイレクトされます。
ユーザーにユーザー名の入力を求めるのではなく、GitHub から取得した ID を利用するようにチャットルームを更新します。

ユーザー ID を渡さずに /negotiate を直接呼び出すように public/index.html を更新します。
```
let messages = document.querySelector('#messages');
let res = await fetch(`/negotiate`);
if (res.status === 401) {
  let m = document.createElement('p');
  m.innerHTML = 'Not authorized, click <a href="/auth/github">here</a> to login';
  messages.append(m);
  return;
}
let data = await res.json();
let ws = new WebSocket(data.url);
```
ユーザーがサインインすると、要求でユーザーの ID は Cookie を介して自動的に渡されます。したがって、必要なのは、ユーザーが req オブジェクトに存在するかどうかを確認し、ユーザー名を Web PubSub アクセストークンに追加することだけです。
```
app.get('/negotiate', async (req, res) => {
  if (!req.user || !req.user.username) {
    res.status(401).send('missing user id');
    return;
  }
  let options = {
    userId: req.user.username
  };
  let token = await serviceClient.getClientAccessToken(options);
  res.json({
    url: token.url
  });
});
```
ここでサーバーを再実行すると、チャットルームを初めて開くと"承認されていません" というメッセージが表示されます。サインインリンクを選択してサインインすると、以前と同じように動作します。

アクセス許可の操作

前のチュートリアルでは、WebSocket.send() を使用して、サブプロトコルを使って他のクライアントにメッセージを直接公開する方法を学習しました。実際のアプリケーションでは、アクセス許可制御なしに、クライアントが任意のグループとの間で公開やサブスクライブを行えるようにするのはお勧めできません。このセクションでは、Web PubSub のアクセス許可システムを使用してクライアントを制御する方法について説明します。

Web PubSub では、クライアントは次の種類の操作をサブプロトコルで実行できます。

サーバーにイベントを送信する。
グループにメッセージを公開する。
グループに参加 (サブスクライブ) する。

サーバーにイベントを送信するのは、クライアントの既定の操作です。プロトコルは使用されないため、常に許可されます。グループへの公開とサブスクライブを実行するために、クライアントはアクセス許可を取得する必要があります。サーバーがクライアントにアクセス許可を付与するには、次の 2 つの方法があります。

クライアントが接続するときのロールを指定する ("ロール"は、クライアントが接続するときの最初のアクセス許可を表す概念です)。
接続後に API を使用してクライアントにアクセス許可を付与する。

グループに参加するアクセス許可の場合、クライアントはアクセス許可を取得した後も引き続き、"グループへの参加" メッセージを使用することによりグループに参加する必要があります。あるいは、サーバーは、クライアントに参加アクセス許可がなくても、API を使用してグループに追加できます。

次に、このアクセス許可システムを使用して、チャットルームに新しい機能を追加しましょう。チャットルームに管理者という新しい種類のユーザーを追加します。管理者は、システムメッセージ ("[SYSTEM]" で始まるメッセージ) をクライアントから直接送信できます。

最初に、システムとユーザーのメッセージを 2 つの異なるグループに分けて、それぞれのアクセス許可を別々に制御できるようにする必要があります。

異なるグループに異なるメッセージを送信するように server.js を変更します。

let handler = new WebPubSubEventHandler(hubName, {
  path: '/eventhandler',
  handleConnect: (req, res) => {
    res.success({
      groups: ['system', 'message'],
    });
  },
  onConnected: req => {
    console.log(`${req.context.userId} connected`);
    serviceClient.group('system').sendToAll(`${req.context.userId} joined`, { contentType: 'text/plain' });
  },
  handleUserEvent: (req, res) => {
    if (req.context.eventName === 'message') {
      serviceClient.group('message').sendToAll({
        user: req.context.userId,
        message: req.data
      });
    }
    res.success();
  }
});

前のコードでは、WebPubSubServiceClient.group().sendToAll() を使用して、ハブではなくグループにメッセージを送信します。

メッセージはグループに送信されるようになったので、クライアントをグループに追加して、引き続きメッセージを受信できるようにする必要があります。クライアントをグループに追加するには、handleConnect ハンドラーを使用します。

Note

handleConnect は、クライアントが Web PubSub に接続しようとするとトリガーされます。このハンドラーで、グループとロールを返せるため、接続が確立されるとすぐに、サービスではグループに接続を追加したり、ロールを付与したりできます。サービスは res.fail() を使用して接続を拒否することもできます。

handleConnect をトリガーするには、Azure portal のイベントハンドラー設定に移動し、システムイベントで connect を選択します。

クライアント HTML も更新する必要があります。これは、サーバーによってプレーンテキストではなく JSON メッセージが送信されるようになったためです。

let ws = new WebSocket(data.url, 'json.webpubsub.azure.v1');
ws.onopen = () => console.log('connected');

ws.onmessage = event => {
  let m = document.createElement('p');
  let message = JSON.parse(event.data);
  switch (message.type) {
    case 'message':
      if (message.group === 'system') m.innerText = `[SYSTEM] ${message.data}`;
      else if (message.group === 'message') m.innerText = `[${message.data.user}] ${message.data.message}`;
      break;
  }
  messages.appendChild(m);
};

let message = document.querySelector('#message');
message.addEventListener('keypress', e => {
  if (e.charCode !== 13) return;
  ws.send(JSON.stringify({
    type: 'event',
    event: 'message',
    dataType: 'text',
    data: message.value
  }));
  message.value = '';
});

次にクライアントコードを変更して、ユーザーがシステムメッセージを選択したときシステムグループに送信されるようにします。

<button id="system">system message</button>
...
<script>
  (async function() {
    ...
    let system = document.querySelector('#system');
    system.addEventListener('click', e => {
      ws.send(JSON.stringify({
        type: 'sendToGroup',
        group: 'system',
        dataType: 'text',
        data: message.value
      }));
      message.value = '';
    });
  })();
</script>

既定では、クライアントには、どのグループにも送信するアクセス許可がありません。管理者ユーザーのアクセス許可を付与するようにサーバーコードを更新します (わかりやすくするために、管理者の ID はコマンドライン引数として提供されます)。

app.get('/negotiate', async (req, res) => {
  ...
  if (req.user.username === process.argv[2]) options.claims = { role: ['webpubsub.sendToGroup.system'] };
  let token = await serviceClient.getClientAccessToken(options);
});

次に node server <admin-id> を実行します。サインイン <admin-id>時にすべてのクライアントにシステムメッセージを送信できることがわかります。

ただし、別のユーザーとしてサインインした場合は、システムメッセージを選択しても何も起こりません。その操作が許可されていないことを知らせるエラーをサービスによって出すことができます。このフィードバックを提供するには、メッセージを公開するときに ackId を設定します。 Web PubSub が指定されるたびに ackId 、操作が成功したかどうかを示す一致する ackId メッセージが返されます。

システムメッセージを送信するコードを次のコードに変更します。

let ackId = 0;
system.addEventListener('click', e => {
  ws.send(JSON.stringify({
    type: 'sendToGroup',
    group: 'system',
    ackId: ++ackId,
    dataType: 'text',
    data: message.value
    }));
  message.value = '';
});

また、メッセージを処理するコードを、ack メッセージを処理するように変更します。

ws.onmessage = event => {
  ...
  switch (message.type) {
    case 'ack':
      if (!message.success && message.error.name === 'Forbidden') m.innerText = 'No permission to send system message';
      break;
  }
};

次に、サーバーを再実行し、別のユーザーとしてサインインします。システムメッセージを送信しようとすると、エラーメッセージが表示されます。

このチュートリアルの完全なコードサンプルは、GitHub にあります。

次のステップ

このチュートリアルでは、Web PubSub サービスに接続する方法と、サブプロトコルを使用して、接続されているクライアントにメッセージを公開する方法に関する基本的な考え方を説明しています。

Web PubSub サービスの使用に関する詳細については、ドキュメントに記載されている他のチュートリアルを参照してください。

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