使用 HMAC 或 OpenSSL 进行 URL 签名

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【中文标题】使用 HMAC 或 OpenSSL 进行 URL 签名【英文标题】:URL Signing with HMAC or OpenSSL 【发布时间】:2011-10-24 01:23:36 【问题描述】:

我对 url 签名感兴趣(例如http://.../?somearg=value&anotherarg=anothervalue&sig=aSKS9F3KL5xc),但我有一些要求让我没有解决方案。

我将使用phpPython 作为页面,因此我需要能够使用两者之一进行签名和验证。 我的计划是使用 priv/pub 密钥方案对一些数据进行签名,并能够验证签名是否有效,但这就是复杂的地方: 验证时数据未知(不仅仅是somearg=value&anotherarg=anothervalue

我的第一直觉是使用 OpenSSL,例如使用 RSA 密钥对,通过以下方式进行签名:openssl rsautl -sign -inkey private.pem -in sensitive -out privsigned 并仅基于 privsigned 数据和密钥进行验证:openssl rsautl -verify -inkey public.pem -in privsigned -pubin

使用 PHP 的 openssl_get_privatekey()openssl_sign() 对数据进行签名就好了,但我需要知道(解密!)数据才能验证(我不会拥有):openssl_get_publickey()openssl_verify($data, $signature, $pubkeyid); 来自 @ 987654322@.

或者我在这里遗漏了什么?


所以我研究了 HMAC,但尽管 PythonPHP 都提供了许多哈希函数,但我对如何进行 验证 哈希。 PHPhash_hmac() 允许我使用“键”(或者在本例中为字符串键)创建散列。但是我该如何验证哈希是否有效(即 &sig= 不是由最终用户 &sig=abcdefg1234 手动输入的。

总结一下(对不起,问题太长了):我如何验证我的服务器的(证书/字符串)密钥是否已生成签名/哈希(假设我无法通过重做所述数据的哈希来验证) ?对于我应该选择哪条路线,Priv/pub-key 还是 HMAC,你有什么偏好吗?

非常感谢任何大小的指针! 提前致谢,

乔什

【问题讨论】:

【参考方案1】:

正如 Henning Makholm 指出的,HMAC 是比公钥更好的选择。对于会影响您的选择的特定场景,您应该考虑一些最佳做法:

是否要在签名中考虑主机名和方案 (http/https)?也许吧。 是否要考虑签名中的路径?可能。 是否要考虑签名中的查询字符串?可能。 您想在签名之前规范化参数顺序和转义吗?通常不会。 是否要嵌入签名时间等(以创建限时 URL)? 是否要将签名 URL 绑定到其他用户状态,例如 cookie? 您是否直接在 HMAC 中使用用户生成或用户可见的内容?如果是这样,您应该使用为每个请求随机分配的值“加盐”键。

计算签名时,您需要以 URL 友好的方式对其进行编码(base64 和 base32 是流行的选择)并选择 HMAC 算法(例如 SHA-256),并决定签名的位数您想保留(将 HMAC 值减半通常是安全的)。如果您选择 base64,请注意 url-safe 与 non-url-safe 实现使用的不同字母表。

这是一个用于签名路径 + 查询字符串的伪代码实现(无错误检查或加盐等):

const secret = ...;

def sign(path, querystring):
  return path + "?" + querystring + "&sig=" + url_encode(base64_encode(hmacsha256(secret, path + "?" + querystring).truncate(16)))

def verify(path, querystring):
  querystring_without_sig = remove_query_parameter(querystring, "sig")
  sig = base64_decode(url_decode(get_query_parameter(querystring, "sig")))
  if hmacsha256(secret, path + "?" + querystring_without_sig)[:16] != sig:
    raise "invalid sig"

建议使用 HMAC SHA256,并支持所有常用语言。

Java:

Mac mac = Mac.getInstance("HmacSHA256");
mac.init(secret);
return mac.doFinal(value.getBytes());

Python:

hmac.new(secret, input, hashlib.sha256).digest()

PHP:

hash_hmac("sha256", value, secret);

【讨论】:

【参考方案2】:

HMAC 是一种对称算法,因此没有单独的创建和检查算法。要检查,您只需计算最初应该计算的散列,并检查结果是否等于您从客户端实际获得的结果。安全性取决于仅存在于您的服务器上的 HMAC 密钥。

除非您需要知道密钥的人可以验证签名,否则出于效率原因,HMAC 可能是比公钥系统更好的选择。创建或验证公钥签名可能需要几毫秒的时间(几年前,我将一个实现定时为每次操作 15 毫秒),而 HMAC 相当快。

(哦,如果不知道它应该签名的数据,你就无法验证任何类型的签名。据我所知,这没有任何意义)。

【讨论】:

感谢您解决这个问题。我认为简单地做一个“静态”哈希是不安全的,例如哈希(网址)(或哈希(盐+网址))。那时在哈希中使用时间会非常困难,并且参数最终会变得已知。 嗯,这取决于您要防范的是什么,这从您的问题中不清楚。通常,URL 中有一个生成时间参数,该参数包含在哈希输入中并经过检查,以便您可以拒绝陈旧的 URL。【参考方案3】:

如果你想使用 HMAC 和 Python,那么:

$ pip install ska

在客户端

from ska import sign_url

signed_url = sign_url(
    auth_user='user', 
    secret_key='your-secret_key', 
    url='http://e.com/api/'
)

生成的 URL 如下所示。

http://e.com/api/?valid_until=1378045287.0&auth_user=user&signature=YlZpLFsjUKBalL4x5trhkeEgqE8%3D

在服务器端

请注意,在下面的示例中,request.GET 是作为示例给出的。它很可能与您的框架中使用的有所不同(除非您使用 Django)。

from ska import validate_signed_request_data

validation_result = validate_signed_request_data(
    data = request.GET, # Note, that ``request.GET`` is given as example.
    secret_key = 'your-secret_key'
)

validate_signed_request_data 产生一个 SignatureValidationResult 对象,它基本上包含两个属性:

result (bool):如果数据有效,则为真。否则为假。 原因(列表):字符串列表,表示验证错误。

【讨论】:

以上是关于使用 HMAC 或 OpenSSL 进行 URL 签名的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

在HMAC SHA256中编码字符串[关闭]

OpenSSL之消息认证码HMAC用法

手动HMACSHA1计算与openssl结果不同

Ruby 2.0.0 Openssl,pbkdf2_hmac() 函数在这台机器上未实现

在 Ruby 中使用 HMAC SHA256

使用OpenSSL进行Base64编码和解码