AWS Black Belt Tech シリーズ 2015 - Amazon Cognito

Amazon Cognito
Mobile Identity Management and Data Synchronization
Amazon Data Service Japan K.K.
Solutions Architect
Keisuke Nishitani(@Keisuke69)
2015.09.28

自己紹介
{
"Name" : "西谷圭介",
"Twitter" : "@Keisuke69",
"Profile" : {
"Role" : "Solution Architect",
"Customers": [
"Web Services",
"Start-up"
],
"Services" : [
"AWS Lambda",
"Amazon API Gateway",
"All Mobile Services"
]
}
}

Mobile開発における
課題

モバイル開発における課題
デベロッパーが直面している課題
• 複数プラットフォームの断片的な利用
• スケーラブルな同期処理の実装が困難
• 高い運用管理コスト
• ユーザエクスペリエンスの喪失
• ユニークなユーザアイデンティティ管
理の難しさ
• 限られた予算
Undifferentiated Heavy Lifting
モバイルアプリケーション
アイデンティティの管理と認可
データ同期
非同期通信
アクティブなデバイスの分析
ユーザの行動分析
エンゲージメントの分析
Push通知
イベントトリガー
Platformにとらわれない
モバイルバックエンド
データのバリデーションと変換
ファイル/メディア保管用ストレージ
共有データベース
データの収集
And More….
AWS Cloud Infrastructure

モバイル開発における課題
モバイルアプリケーション
アイデンティティの管理と認可
データ同期
非同期通信
アクティブなデバイスの分析
エンゲージメントの分析
Push通知
イベントトリガー
Platformにとらわれない
モバイルバックエンド
データのバリデーションと変換
ファイル/メディア保管用ストレージ
共有データベース
データの収集
And More….
AWS Cloud Infrastructure
モバイルに最適化されたコネクタ
(Kinesis, S3, DynamoDB, SQS)
Amazon Cognito
Amazon Mobile Analytics
Amazon SNS Mobile Push
AWS Lambda

AWS Mobile Services
Amazon Cognito
Kinesis Connector DynamoDB Mapper S3 Transfer Mgr SQS Client SES Client
グローバルインフラ
(リージョン、アベイラビリティゾーン、エッジロケーション)
コアとなるサービス群
モバイルに最適化
されたコネクタ
モバイルに最適化
されたサービス
お客様のモバイルアプリ、ゲーム、デバイス
AWS Mobile SDK, API Endpoints, Management Console
コンピュートストレージネットワーク分析データベース
統合されたSDK
Amazon Mobile Analytics Amazon SNS
AWS Lambda
AWS Device FarmAmazon API Gateway

統合されたAWS Mobile SDK
• 全てのサービスに共通の認証機構
• オンライン・オフラインを自動でハンドリング
• クロスプラットフォームのサポート：Android,
iOS, Fire OS, Unity, Xamarin
• Mobile OSへの最適化
例：ローカルオフラインキャシュを利用する
アーキテクチャ
• メモリフットプリントの削減
• 同梱するパッケージの選択も可
• 各プラットフォームのエンハンスに追従
iOS Android Fire OS Unity
Xamarin

ユーザ認証
アクセスの認可
データの同期
保持率の追跡
メディアの管理
メディアの配信
プッシュ通知の送
信
共有データの保存
データのリアルタイム解析
Your
Mobil
e App
モバイルアプリ開発の課題
Amazon Cognito
(Identity Broker)
AWS Identity and
Access Management
Amazon Cognito
(Sync)
Amazon Mobile
Analytics
Amazon Mobile
Analytics
Amazon S3
Transfer Manager
Amazon CloudFront
(Device Detection)
Amazon DynamoDB
(Object Mapper)
Amazon Kinesis
(Recorder)
Amazon SNS
Mobile Push
AWS Mobile SDK

User identity and sync with
Amazon Cognito

Amazon Cognito
“Your app data is secure, available offline, and kept in sync between devices”
クロスデバイス・クロスプ
ラットフォームなデータ同
期
デバイスとプラットフォーム
をまたがってユーザのデータ
を同期
モバイルデバイスから全
AWSサービスへのセキュ
アなアクセス
セキュリティのベストプラク
ティスを実装
アイデンティティとアクセ
スの管理を簡潔に
IDプロバイダを越えたユニー
クなアイデンティティとして
ユーザを管理
独自認証

ID プロバイダ
ゲストアクセス
独自認証システム
ユニーク ID
Joe Anna Bob
デバイス
プラットフォーム
AWS サービス
複数の ID プロバイダをサポート
ID プロバイダと簡単に連携して認証
Amazon, Facebook, Twitter, Google,
OpenID Connect などに対応
ユニークなアイデンティティ
認証済ユーザに対してユニークIDを割り当て、
デバイスやプラットフォームをまたがって認
識と管理
Amazon Cognito Identity
Mobile
Analytics
S3 DynamoDB Kinesis
容易なセキュリティのベストプラク
ティス実装
モバイルデバイスからAWSリソースへのセ
キュアなアクセスのためのやり取りをIAMと
連携して簡略化

Amazon Cognitoの認証フロー
Amazon Cognito ID
(Temp Credentials)
Amazon
DynamoDB
End Users
Developer
App with
AWS Mobile
SDK
Access
to AWS
Services
Amazon Cognito
Identity Broker
User Name
Password
Amazon Cognito ID,
Temp Credentials
Amazon S3
Amazon Mobile
Analytics
Amazon Cognito
Sync Store
AWS
Management
Console
Token
Pool ID
Role ARNs
User Authentication
System
(Running on AWS or not)
Token

（参考）OpenID Connect
• 2014年2月に最終承認されたID連携に関する仕様
• 準拠しているIDプロバイダをCognitoでも利用可能
例：Salesforce, Ping Identity, Google etc…

Developer Authenticated Identity
Username
And Password
パブリックIDプロバイダの併用
CognitoのIDを元にパブリックなIDプロバイ
ダと独自認証を併用して管理することも可能
認証基盤の実装が必要
GetOpenIdTokenForDeveloperIdentity() を実
装する
既存の認証基盤を使う場合、改修が必要
独自認証システムの利用
パブリックなIDプロバイダではなく独自の
UsernameとPasswordを使って認証

Amazon Cognitoの認証フロー
（Developer Authenticated Identities）
Amazon Cognito ID
(Temp Credentials)
Amazon
DynamoDB
End Users
Developer
App with
AWS Mobile
SDK
Access
to AWS
Services
Amazon Cognito
Identity Broker
Get OpenID Token
User Name
Password
Amazon Cognito ID,
Temp Credentials
Amazon S3
Amazon Mobile
Analytics
Amazon Cognito
Sync Store
AWS
Management
Console
OIDC Token
Pool ID
Role ARNs
(AWS上で稼働していなくてもOK)
OIDC Token
OIDC Token

未認証ユーザのゲストアクセス
（Unauthenticated Identities）
• IDプロバイダで認証をしていないユーザをゲス
トユーザとしてユニークIDの付与と管理
– 未認証の場合、IDはデバイスと紐づくので同一デバイスから
のアクセスの場合に同一ユーザとして認識される
– 未認証によるアクセスを許可しない設定も可能
• アプリやAWSリソースへのアクセスにアカウン
トの作成や認証が不要
– アクセス権限は未認証ユーザに対して割り当てたIAM Roleの
ポリシーに基づく
– センサーデバイス等のスクリーンや入力装置のないデバイスに
対してもユニークIDの付与と管理が可能
• データはクラウド上に保存され後からログインし
た場合は自動でマージ
Visitor
Preferences
Cognito
Store
Guest
EC2 S3 DynamoDB Kinesis

（例）ゲストアクセスのユースケース
1. イベント会場でBLE（Bluetooth Low Energy）を利用したBeacon端末を配置
2. ユーザ登録不要なイベント公式アプリを配布し、ゲストユーザとして認証情報を取得
3. アプリはBeaconを拾って位置情報等を直接KinesisへPUT
• ゲストユーザはKinesisへのPUTだけを許可
4. Kinesisは受け取ったデータを元にリアルタイムに処理を実施（ヒートマップ作成等）
Amazon
Kinesis
Cognito Identity
Broker
Identity Pool
Role ARN
Cognito ID
Temporaly Credential
PUT

（参考）IAM Role用のアクセスポリシーの作
成
{
"Effect":"Allow",
"Action":["s3:*"],
"Resource":"*"
}
{
"Effect": ”Deny",
"Action": ["dynamodb:*"],
"Resource": "*"
}
{
"Effect": "Allow",
"Action": [”cognito-sync:*"],
"Resource": "*"
}
Allow
Actions:
All S3, Sync store
Operations
Resource:
All resources within
these services
Deny
Actions:
All DDB Operations
Resource:
All resources

アクセスポリシーによる制限 (Policy Variables)
Allow
Actions:
All sync operations
Resource:
Only to that identity
{
"Effect": "Allow”,
"Action": ["s3:GetObject”,"s3:PutObject”],
"Resource": ["arn:aws:s3:::
myBucket/amazon/snakegame/
${cognito-identity.amazonaws.com:sub}"]
}
{
"Effect":"Allow",
"Action":"cognito-sync:*",
"Resource":["arn:aws:cognito-sync:us-east-1:
123456789012:identitypool/
${cognito-identity.amazonaws.com:aud}/identity/
${cognito-identity.amazonaws.com:sub}/*"]
}
Allow
Actions:
S3 Get/Put operations
Resource:
Only to a specific part
of bucket to that identity

Cognito Identityの基本的な流れ
1. マネージメントコンソール上でIdentity Poolを作成す
る
2. AWS SDK for Android/iOSをプロジェクトに追加する
3. Amazon Cognito credentials providerを初期化する
4. IDプロバイダの認証情報を渡す
※未認証ユーザの場合は不要
5. Cognitoの認証情報を利用して、その他のAWSサービ
スのクライアントを初期化する

コード例（Android）
// Credential Providerの初期化
CognitoCachingCredentialsProvider credentialsProvider = new CognitoCachingCredentialsProvider(
getApplicationContext(),
”ap-northeast-1:XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXX", // Identity Pool ID
Regions.AP_NORTHEAST_1 // Region
);
// Facebookユーザで認証する場合
Map logins = new HashMap();
logins.put("graph.facebook.com", Session.getActiveSession().getAccessToken());
credentialsProvider.setLogins(logins);
//AWSサービスへのアクセス
AmazonDynamoDB client = new AmazonDynamoDBClient(credentialsProvider);
//Congito IDの取得
String identityId = credentialsProvider.getIdentityId();
※上記例では省略していますが、事前にIDプロバイダを利用した認証処理の実装が必要です
※実際にはLoaderやAsyncTask等を用いた非同期タスクとして実装すること

コード例（JavaScript）
// 以下ではFacebookユーザを認証済ユーザとして使用
AWS.config.region = ‘ap-northeast-1’; // リージョンの指定（必須）
AWS.config.credentials = new AWS.CognitoIdentityCredentials({
IdentityPoolId: ’ ap-northeast-1:XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXX’,
Logins: {
graph.facebook.com : facebookResponse.authResponse.accessToken
}
});
// Cognitoから付与されたIDの取得
AWS.config.credentials.get(function(err) {
if (!err) {
console.log("Cognito Identity Id: " + AWS.config.credentials.identityId);
}
});

モバイルSDKを使う際の認証情報の扱い
• AWSの各種サービスはあくまでバックエンド
• エンドユーザは必ずしもAWSユーザではない
– アプリは開発者のアカウントで認証・認可を受ける必要がある
• アプリに開発者アカウントのアクセスキー等を埋め込んだら
– アクセスキーが広範にばら撒かれることに
– アクセスキーの不正利用を止めるためにキーを無効化したら
→ 全ユーザへのサービスが停止！！
• アクセスキーの定期的な更新で対処するにしても
– 更新のたびにバージョンアップは非現実的
– 更新前のアプリからはサービス利用不可に

セキュアなAWSアクセスを提供するには
• アプリに認証情報を埋め込むべきではない
– アクセスキーが広範囲に配布されてしまう
– アクセスキーの更新はアプリのアップデートを伴うため非現実的
• エンドユーザ/端末ごとに異なる認証情報を提供すべき
– ユーザごとに必要最小限の権限を与えるのは重要
– 不正利用発覚時に不正ユーザのみ権限を停止
• 認証情報は期限が来たら無効化されるべき
– 不正ユーザの影響も期限付きに

Amazon Cognitoのセキュリティ
細やかなアクセス制御
IAM との連携で AWS リソースへの細かなアクセ
ス制御を実現
AWS Credentials の保護
必要な権限だけを付与された一時的なクレデンシャル
を取得できるので、アプリにクレデンシャルを埋め込
まなくてよい
セキュリティのベストプラクティスを支援
セキュリティトークンサービスと連携したり、トー
クンベンディングマシンを構築する必要はない
セキュアに AWS サービスを利用
EC2 S3 DynamoDB Kinesis
S3
DynamoDB
Get Delete Put

Amazon Cognito Sync クラウドへのデータ保存と同期
User Data
Storage and
Sync
Any Platform
iOS/Android/FireOS
アプリのデータ、設定、状態などを保存
アプリやデバイスのデータをクラウドに保存で
き、ログイン後にマージされる
クロスデバイス、クロスプラットフォームで同期
ユーサデータや設定をデバイスをまたいで同期
k/v data
Identity pool
バックエンド不要
スケーラブルで信頼性の高いデータ同期基盤を簡単に
利用可能

SDK
ローカルデータストア
オフライン動作
データはまずローカルのデータストレージに保存されるので、
電波が不安定もしくは不通であってもシームレスに動作できる
インテリジェントな同期処理
同期メソッドはローカルとクラウドのデータのバージョンを比
較して、データをプッシュ／プル
柔軟なコンフリクトの解決
同期メソッドは、変更を読み取り後、ローカルの変更をクラウ
ドのデータストアへ書き込む。デフォルトでは、最後の書き込
みを有効として保存する。開発者はコンフリクト処理を独自に
上書きして実装することもできる。
Amazon Cognito Sync クラウドへのデータ保存と同期

Cognito Sync データモデル
Identity Pool: アプリユーザのPool。アプリ
間で共有する場合もある
Identity: 個々のユーザ。IDプロバイダ間を
またいでユニーク。ゲストユーザも可
Dataset: ユーザごとのデータのグループ
Record: Key/Valueのユーザデータ
AWS
Account
Dataset
Identity
Identity
Identity
Dataset
Dataset
Identity
Pool
1:60
1:n
1:20
Dataset
Dataset
Record
1:1024
You
Your App
Your App Users
User Data
Container
User Data

Cognito Sync データモデル例
User情報
Dataset
ゲームとユーティリ
ティ、2種類アプリを
提供
Game情報
Dataset
Identitypool1
ーティリティ
App
Game
App
AWS
Account
Dataset
Identity
Identity
Identity
Dataset
Dataset
Identity
Pool
1:60
1:n
1:20
Dataset
Dataset
Record
1:1024
You
Your App
Your App Users
User Data
Container
User Data

Dataset
• 各Identityは最大20個のDatasetを利用可能
• 各Datasetは1MBまでKey/Value形式のデータを保存可能
– Key/Valueともに英数字の文字列
– 保存可能なキーの数は1024個まで
– 容量内であれば文字数の制限はなし
– バイナリデータはbase64でエンコードして保管する
• 保管されるデータはすべて暗号化され、通信はHTTPSで暗号
化されている
– ただし、ローカルキャッシュはユーザ側で暗号化を実装しなければ暗号化はさ
れない

2種類のSyncronize
• synchronize
– 接続が不安定な場合などのエラー時の処理は自分で実装する必要が
ある
– コールされるとクラウド上の変更がpullされ、ローカルの変更は
pushされる
• synchronizeOnConnectivity
– 実行時に接続可能であれば通常のsynchronizeメソッドと同様の振
る舞いをする
– 接続できなかったときは接続状態を監視し可能になったら同期され
る
– 複数回呼び出した場合は最後のオペレーションがキープされる

コード例（Android）
// Cognito Sync client の初期化
CognitoSyncManager syncClient = new CognitoSyncManager(
getApplicationContext(),
Regions.AP_NORTHEAST_1, // Region
credentialsProvider);
//Datasetをオープンし、レコードを追加
Dataset dataset = syncClient.openOrCreateDataset("myDataset");
dataset.put("myKey", "myValue");
//同期処理の実行
dataset.synchronize(new DefaultSyncCallback() {
@Override
public void onSuccess(Dataset dataset, List newRecords) {
//Your handler code here
}
});

コード例（JavaScript）
// Cognito Sync clientの初期化
AWS.config.credentials.get(function(){
var syncClient = new AWS.CognitoSyncManager();
syncClient.openOrCreateDataset('myDataset', function(err, dataset) {
dataset.put('myKey', 'myValue', function(err, record){
dataset.synchronize({
onSuccess: function(data, newRecords) {
// ハンドラを実装
}
});
});
});
});

モバイルアプリ
(デバイス１)
Mobile SDK
Amazon Cognito
Sync Store
1. データ同期
(デバイス２)
Mobile SDK
Amazon SNS
Mobile Push
2. プッシュ通知
3. データ同期
Amazon SNS Mobile Push との連携
Amazon Cognito がデータストアが更新されたタイミングで、Amazon SNS Mobile
Push と連携して、各デバイスにプッシュ通知を送信できる。
プッシュ通知を受け取ったアプリはデータストアの再同期を行うように実装するなど。
Amazon Cognito Push Sync

Amazon Kinesis との連携
Amazon Cognito のデータストアが更新されたタイミングで、Amazon Kinesis スト
リームで更新や同期のデータを受け取ることができる。
Mobile SDK
Amazon Cognito
Sync Store
1. データ同期
Amazon Kinesis
2. Stream
Content
ストリームの内容
3. 例えば
Amazon Redshift
{
"identityPoolId" : "Pool Id”
"identityId" : "Identity Id ”
"dataSetName" : "Dataset Name”
"operation" : "(replace|remove)”
"kinesisSyncRecords" : [
{
"key" : "Key",
"value" : "Value",
"syncCount" : 1,
"lastModifiedDate" : 1424801824343,
"deviceLastModifiedDate" : 1424801824343,
"op": "(replace|remove)" }, ...
],
"lastModifiedDate": 1424801824343,
"kinesisSyncRecordsURL": "S3Url",
"payloadType" : "(S3Url|Inline)",
"syncCount" : 1
}
Amazon Cognito Stream

Mobile SDK Amazon Cognito
Sync Store
1. データ同期
AWS Lambda
2. Sync Trigger
Amazon Lambda との連携
3. 何か処理
Amazon Cognito Events
Key Value
住所東京都□渋谷区□松濤□1丁目
Key Value
住所東京都渋谷区松濤1丁目
元データ
修正済みデータ
空白を削除
するプログラム
Lambda Function
(Node.js)

WebとMobileを跨ったユーザ識別

RSSリーダサービス
• ブラウザとモバイルアプリ間でシームレスにデータ連携
• サーバサイドのコードなし、この程度であれば
DynamoDBすら不要
App with
AWS Mobile
SDK
JavaScript
SDK
S3
1. HTTP（S）アクセス
2. HTMLとJSをレスポンス
Cognito Identity
3. 認証・認可
・ FBやGoogleのIDでログイン
Cognito Sync
4. データの同期
・ MobileSDK、ブラウザ間でデータ同期
5. データのPush/Pull

ユーザ状態の遷移
当初はゲストユーザとして

その後、アカウント登録
• シームレスに遷移

複数のアカウントをリンク
• 一貫性のあるアイデンティ
ティ管理が必要

結局、どう使えるのか？

アプリからAWSリソース
にアクセスする際は何も
考えず使っておけばいい

ありがちなデバイス間での
データ共有で楽をしたいとき

料金
• 無料利用枠
– 月あたり100万回の同期オペレーション
– 月あたり10GBのデータストア
– 最初の12ヶ月のみ
• それ以降
– 10000回の同期オペレーションあたり$0.15
– 同期用データストア10GBを越えた分について1GBあたり$0.15

制約事項
アカウントあたりのIdentity Pool数 60
Identity PoolあたりのIdentity数無制限
Identity Pool名の文字数 128bytes
ログインプロバイダ名の文字数 2048bytes
一回のList/Lookupコール時の結果数 60
Cognito Identity
Cognito Sync
IdentityあたりのDataset数 20
DataSet辺りの最大レコード数 1024
1DataSetの最大サイズ 1MB
DataSet名の文字数 128bytes
Bulk Publish時の最小待ち時間 24時間

参考資料
• Twitter: @awsformobile
• ブログ
– http://mobile.awsblog.com/
• ドキュメント
– Amazon Cognito:
https://aws.amazon.com/documentation/cognito/
– Amazon Mobile Analytics:
https://aws.amazon.com/documentation/mobileanalytics
/

Webinar資料の配置場所
• AWS クラウドサービス活用資料集
– http://aws.amazon.com/jp/aws-jp-introduction/

ご参加ありがとうございました。

AWS Black Belt Tech シリーズ 2015 - Amazon Cognito

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