Web認證及API的 使用TOKEN的一些思考

2021-09-16 21:40:30 字數 4086 閱讀 2339

首先貼一下看過的文章:

1.2.

3.4.jwt demo :

5. 這裡面有幾篇比較好的算是官方推薦的

6. 基於timestamp和nonce的防止重放攻擊方案

公司目前的web設計都是基於http basic auth,一直覺得會有很大的安全問題,重放攻擊就很簡單實現。

引用第一篇文章的一段話:http basic auth簡單點說明就是每次請求api時都提供使用者的username和password,簡言之,basic auth是配合restful api 使用的最簡單的認證方式,只需提供使用者名稱密碼即可,但由於有把使用者名稱密碼暴露給第三方客戶端的風險,在生產環境下被使用的越來越少。因此,在開發對外開放的restful api時,盡量避免採用http basic auth。

覺得採用token的方式實現web和api的認證。 json web token 算是比較成熟的解決方案,因此採用json web token。 json web token的基本介紹請看 文章開頭的後面3個連線。

jwt解決了:

1.作為token驗證使用時解決了使用者直接輸入賬號和密碼的進行認證的問題。

2.部分資料安全傳輸的問題(例如第2個鏈結的文章,是新增關注,伺服器生成的連線,可以安全的通過郵件傳送給目標客戶,而不暴露操作使用者的相關資訊)。

作為token使用,jwt的payload需要有關於使用者資訊的字段,不然怎麼知道是哪個使用者在操作,一般不要填寫敏感資訊,如使用者密碼等,因為是通過base64編碼,是可以破解的。使用者登入和獲取token的介面是需要https加密的,否則使用者賬號和密碼是會暴露的,也就沒有什麼安全性可言了。

請求時token的上傳可以用以下方式:

1.通過cookie

2.通過http authorization head中

3.get/post方法,直接通過引數形式。

安全性:

1.首先要保證登入和獲得token的介面需要https加密

2.防止重放攻擊:目前想到的 客戶端和伺服器間有乙個共享的秘鑰,在呼叫api時需要將api的方法、引數、token做一次簽名(可用jwt)。伺服器首先驗證方法、引數、token的簽名是否正確,然後驗證token的簽名是否正確。第一次簽名時保證即使請求被劫持,劫持者也沒有辦法假冒其它請求或者修改引數,在一定程度上保證了安全性。 第二次簽名驗證主要是驗證token的有效性,驗證使用者身份。

以上步驟需要伺服器上儲存兩種秘鑰,第一種是生產token的秘鑰,這個只有伺服器程式知道。第二種秘鑰是針對每個使用介面的開發者的共享秘鑰,這個秘鑰只需要伺服器和開發者知道(開發者可以登入**,在申請使用介面時,自定義自己的共享秘鑰)。

3.共享秘鑰的儲存:共享秘鑰需要安全的儲存,不能被洩漏。

-----------------------以下拷貝自第6個鏈結------------------------------------------

以前總是通過timestamp來防止重放攻擊,但是這樣並不能保證每次請求都是一次性的。今天看到了一篇文章介紹的通過nonce(number used once)來保證一次有效,感覺兩者結合一下,就能達到乙個非常好的效果了。

重放攻擊是計算機世界黑客常用的攻擊方式之一,所謂重放攻擊就是攻擊者傳送乙個目的主機已接收過的包,來達到欺騙系統的目的,主要用於身份認證過程。

首先要明確乙個事情,重放攻擊是二次請求,黑客通過抓包獲取到了請求的http報文,然後黑客自己編寫了乙個類似的http請求,傳送給伺服器。也就是說伺服器處理了兩個請求,先處理了正常的http請求,然後又處理了黑客傳送的篡改過的http請求。

基於timestamp的方案

每次http請求,都需要加上timestamp引數,然後把timestamp和其他引數一起進行數字簽名。因為一次正常的http請求,從發出到達伺服器一般都不會超過60s,所以伺服器收到http請求之後,首先判斷時間戳引數與當前時間相比較,是否超過了60s,如果超過了則認為是非法的請求。

假如黑客通過抓包得到了我們的請求url:

其中$sign=md5($uid.$token.$stime);

// 伺服器通過uid從資料庫中可讀出token

一般情況下,黑客從抓包重放請求耗時遠遠超過了60s,所以此時請求中的stime引數已經失效了。

如果黑客修改stime引數為當前的時間戳,則sign引數對應的數字簽名就會失效,因為黑客不知道token值,沒有辦法生成新的數字簽名。

但這種方式的漏洞也是顯而易見的,如果在60s之內進行重放攻擊,那就沒辦法了,所以這種方式不能保證請求僅一次有效。

基於nonce的方案

nonce的意思是僅一次有效的隨機字串,要求每次請求時,該引數要保證不同,所以該引數一般與時間戳有關,我們這裡為了方便起見,直接使用時間戳的16進製制,實際使用時可以加上客戶端的ip位址,mac位址等資訊做個雜湊之後,作為nonce引數。

我們將每次請求的nonce引數儲存到乙個「集合」中,可以json格式儲存到資料庫或快取中。

每次處理http請求時,首先判斷該請求的nonce引數是否在該「集合」中,如果存在則認為是非法請求。

假如黑客通過抓包得到了我們的請求url:

其中$sign=md5($uid.$token.$nonce);

// 伺服器通過uid從資料庫中可讀出token

nonce引數在首次請求時,已經被儲存到了伺服器上的「集合」中,再次傳送請求會被識別並拒絕。

nonce引數作為數字簽名的一部分,是無法篡改的,因為黑客不清楚token,所以不能生成新的sign。

這種方式也有很大的問題,那就是儲存nonce引數的「集合」會越來越大,驗證nonce是否存在「集合」中的耗時會越來越長。我們不能讓nonce「集合」無限大,所以需要定期清理該「集合」,但是一旦該「集合」被清理,我們就無法驗證被清理了的nonce引數了。也就是說,假設該「集合」平均1天清理一次的話,我們抓取到的該url,雖然當時無法進行重放攻擊,但是我們還是可以每隔一天進行一次重放攻擊的。而且儲存24小時內,所有請求的「nonce」引數,也是一筆不小的開銷。

基於timestamp和nonce的方案

那我們如果同時使用timestamp和nonce引數呢?

nonce的一次性可以解決timestamp引數60s的問題,timestamp可以解決nonce引數「集合」越來越大的問題。

我們在timestamp方案的基礎上,加上nonce引數,因為timstamp引數對於超過60s的請求,都認為非法請求,所以我們只需要儲存60s的nonce引數的「集合」即可。

假如黑客通過抓包得到了我們的請求url:

其中$sign=md5($uid.$token.$stime.$nonce);

// 伺服器通過uid從資料庫中可讀出token

如果在60s內,重放該http請求,因為nonce引數已經在首次請求的時候被記錄在伺服器的nonce引數「集合」中,所以會被判斷為非法請求。超過60s之後,stime引數就會失效,此時因為黑客不清楚token的值,所以無法重新生成簽名。

綜上,我們認為一次正常的http請求傳送不會超過60s,在60s之內的重放攻擊可以由nonce引數保證,超過60s的重放攻擊可以由stime引數保證。

因為nonce引數只會在60s之內起作用,所以只需要儲存60s之內的nonce引數即可。

我們並不一定要每個60s去清理該nonce引數的集合,只需要在新的nonce到來時,判斷nonce集合最後一次修改時間,超過60s的話,就清空該集合,存放新的nonce引數集合。其實nonce引數集合可以存放的時間更久一些,但是最少是60s。

驗證流程

//判斷stime引數是否有效

if( $now - $stime > 60)

//判斷nonce引數是否在「集合」已存在

if( in_array($nonce,$noncearray) )

//驗證數字簽名

if ( $sign != md5($uid.$token.$stime.$nonce) )

//判斷是否需要清理nonce集合

if( $now - $noncearray->lastmodifytime > 60 )

//記錄本次請求的nonce引數

$noncearray.push($nonce);

//開始處理合法的請求

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