生成加密安全的身份验证令牌
Posted
技术标签:
【中文标题】生成加密安全的身份验证令牌【英文标题】：Generating cryptographically secure authentication tokens 【发布时间】：2010-10-24 20:12:27 【问题描述】：背景：
这确实是一个普遍的最佳实践问题，但有关特定情况的一些背景知识可能会有所帮助：
我们正在为 iPhone 开发一个“连接”应用程序。它将通过 REST 服务与后端应用程序通信。为了不必每次启动应用程序时都提示用户输入用户名和密码，我们将公开一个“登录”服务，该服务在初始启动时验证用户名和密码并返回可用于未来 Web 的身份验证令牌对真实数据的服务请求。令牌可能有一个过期时间，之后我们会要求他们使用他们的用户名/密码重新进行身份验证。
问题：
生成此类用于身份验证的令牌的最佳做法是什么？
例如，我们可以...
散列（SHA-256 等）随机字符串，并将其与到期日期一起存储在给定用户的数据库中。对后续请求中的令牌进行简单查找以确保其匹配。 使用密钥加密用户 ID 和一些附加信息（时间戳等）。在后续请求中解密令牌以确保它是由我们颁发的。感觉这一定是一个已解决的问题。
【问题讨论】：
【参考方案1】：根据对这个问题的其他答案的反馈、额外的研究和线下讨论，我们最终做了以下事情......
很快就有人指出，这里的交互模型与选中“记住我”复选框时 ASP.NET 中的表单身份验证使用的模型基本完全相同。它不是发出 HTTP 请求的 Web 浏览器。我们的“票证”等同于 Forms Authentication 设置的 cookie。默认情况下，表单身份验证本质上使用“使用密钥加密某些数据”的方法。
在我们的登录 Web 服务中，我们使用此代码创建票证：
string[] userData = new string[4];
// fill the userData array with the information we need for subsequent requests
userData[0] = ...; // data we need
userData[1] = ...; // other data, etc
// create a Forms Auth ticket with the username and the user data.
FormsAuthenticationTicket formsTicket = new FormsAuthenticationTicket(
1,
username,
DateTime.Now,
DateTime.Now.AddMinutes(DefaultTimeout),
true,
string.Join(UserDataDelimiter, userData)
);
// encrypt the ticket
string encryptedTicket = FormsAuthentication.Encrypt(formsTicket);
然后，我们为 WCF 服务添加了一个操作行为属性，该属性添加了一个 IParameterInspector，用于检查请求的 HTTP 标头中的有效票证。开发者将这个操作行为属性放在需要认证的操作上。以下是该代码解析票证的方式：
// get the Forms Auth ticket object back from the encrypted Ticket
FormsAuthenticationTicket formsTicket = FormsAuthentication.Decrypt(encryptedTicket);
// split the user data back apart
string[] userData = formsTicket.UserData.Split(new string[] UserDataDelimiter , StringSplitOptions.None);
// verify that the username in the ticket matches the username that was sent with the request
if (formsTicket.Name == expectedUsername)
// ticket is valid
...
【讨论】：
您如何找到这种方法？我可能是错的，但是，我认为它有一点缺陷。客户端请求被授权唯一需要的是票证可以在服务器上解密。如果票证在传输过程中被截获（例如数据包嗅探），甚至从移动设备中提取，攻击者可能会重新使用它来发送恶意请求。如果您使用 SSL，那么第一次攻击会得到缓解，但是，第二次攻击仍然可行。 我们对这种方法还是很满意的。我们确实使用 SSL，所以嗅探问题不是问题。从移动设备中提取的票证要求移动设备受到攻击和/或物理上落入攻击者手中。到那时，攻击者已经“赢了”，游戏结束了。无论技术细节如何，如果有“记住我的密码”功能，情况总是如此。在我们的案例中，由于票证只能使用 8 小时，因此攻击者使用被盗票证的时间窗口有限。 "使用服务器 Machine.config 的构建自己的身份验证系统始终是“最糟糕的做法”。这种事情最好留给专门研究身份验证系统的专业人士。
如果您一心想要构建自己的“来自登录服务的过期票据”架构，而不是重复使用现有架构，那么至少熟悉推动类似系统设计的问题可能是个好主意，如 Kerberos。这里有一个温和的介绍：
http://web.mit.edu/kerberos/dialogue.html
看看过去 20 年来在 Kerberos（和类似系统）中发现了哪些安全漏洞并确保不会复制它们也是一个好主意。 Kerberos 是由安全专家构建并经过数十年的仔细审查，仍然存在严重的算法缺陷，例如：
http://web.mit.edu/kerberos/www/advisories/MITKRB5-SA-2003-004-krb4.txt
从他们的错误中吸取教训比从自己的错误中学习要好得多。
【讨论】：
如果有一个预先存在的身份验证系统可以在 iPhone 应用程序和 REST WCF Web 服务之间工作，请发布一个链接，我很乐意使用它而不是发明我们自己的...... ，我一定会看看你提供的 kerberos 链接。 请指导最佳实践，因为 RESTful API 登录正是我现在正在研究的内容 =) OP 显然是在寻求最佳实践，而不是试图建立自己的。 【参考方案3】：Amazon.com 使用HMAC SHA-1 message token 对请求进行身份验证和授权。他们将其用于相当大的商业服务，因此我有责任相信他们的工程决策。 Google 发布的OpenSocial API 有点相似。根据 Google 和 Amazon.com 使用类似且公开发布的方法来保护 Web 请求，我怀疑这些可能是不错的方法。
【讨论】：
【参考方案4】：您提供的两个答案中的任何一个都足够了。您可能会找到可以为您执行此操作的框架，但事实是构建起来并不难。 （我工作过的每家公司都推出了自己的产品。）数据库存储令牌与加密数据“cookies”的选择是一个架构决策——你想在每个页面视图上进行数据库查找，还是你更愿意用cookie解密来咀嚼CPU？在大多数应用程序中，使用加密的 cookie 可以大规模提高性能（如果这是一个问题）。否则只是口味问题。
【讨论】：
【参考方案5】：由于您使用的是 WCF，因此如果使用 CFNetwork，您有多种选择——例如 NTLM 或摘要式身份验证：
http://developer.apple.com/documentation/Networking/Conceptual/CFNetwork/Concepts/Concepts.html#//apple_ref/doc/uid/TP30001132-CH4-SW7
我知道这不能回答您的具体问题，但我也遇到过这个问题（iPhone - Tomcat），并决定尽可能使用 Web 服务器上的身份验证服务。在大多数情况下，将身份验证信息包含在每个请求中不会造成重大损失。快速 Google 会找到很多关于 WCF 和 RESTful 服务的博文（以及 *** 上的一些相关问题）。
希望这会有所帮助！
【讨论】：
【参考方案6】：你应该实现：
-
OAuth2 隐式授权 - 用于第三方应用程序https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc6749#section-1.3.2
OAuth2 资源所有者密码凭证 — 用于您自己的移动应用程序 https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc6749#section-1.3.3
这正是您正在寻找的来自 OAuth2 的工作流程。不要重新发明***。
【讨论】：
【参考方案7】：这听起来就像一个过期时间很长的会话标识符。在 Web 应用程序中使用的相同原则也适用于此。
会话标识符不是编码信息，而是从一个非常大的空间（128 位）中随机选择的。服务器保留将会话标识符与用户和其他所需信息（例如到期时间）相关联的记录。客户端通过安全通道为每个请求提供会话标识符。
安全性依赖于会话标识符的不可预测性。使用加密 RNG 从非常大的空间生成它们。
【讨论】：
以上是关于生成加密安全的身份验证令牌的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
使用其他提供商身份验证服务（如 Soundcloud）时令牌身份验证的安全性？
Azure CDN URL使用令牌身份验证和Blob存储SAS重写规则