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摘要

最近公司準(zhǔn)備做一個(gè)安全級(jí)別比較高的項(xiàng)目：技術(shù)總監(jiān)給我們提出了一個(gè)這樣子的需求:在http請(qǐng)求過(guò)程中，即使嗅探器捕獲到網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的鏈接也無(wú)法去請(qǐng)求到數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)一番思考，覺(jué)得支付寶的簽名完全符合這樣子的需求。但是之前自己對(duì)簽名、RSA等知識(shí)也是知道的很少，所以花了一番功夫?qū)W習(xí)了一下。本文將針對(duì)RSA登錄和http請(qǐng)求作講解，希望對(duì)大家有所幫助。

一.登錄、登錄保持（http請(qǐng)求）

登錄機(jī)制

登錄機(jī)制大概可以分為一下三個(gè)階段：

第一種網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求情況（安全級(jí)別：II）

一般的情況是這個(gè)樣子的：一但用戶登陸成功（單方面md5加密：服務(wù)器加密則客戶端不加密，客戶端加密則明文傳輸），服務(wù)器為客戶端分配sessionID(也可以稱為userID),當(dāng)然有些服務(wù)器不但為客戶端分配了userID還有可能會(huì)為用戶提供token了(這個(gè)下面會(huì)做解釋)，然后每次網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求都將sessionID當(dāng)做參數(shù)傳遞給服務(wù)器。

優(yōu)點(diǎn)

能夠保持用戶登錄狀態(tài)、區(qū)分用戶，相對(duì)于不返回任何信息的登錄要安全了一些。

缺點(diǎn)

如果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)嗅探器（例如：青花瓷）可以獲取到http鏈接，這樣子服務(wù)器返回的sessionID便會(huì)被獲取到，這樣子依然會(huì)造成信息泄露，并且還能被偽造請(qǐng)求（瀏覽器請(qǐng)求）。

第二種網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求情況 （安全級(jí)別：III）

第一種存在明顯的安全隱患，但是目前市面上的好多app依然采用第一種方法去實(shí)現(xiàn)登錄、網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，但是對(duì)于安全級(jí)別較高的app，已經(jīng)不再適用了。所以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化----采用非對(duì)稱加密（公鑰、私鑰）。

登錄模型

客戶端第一次發(fā)出登錄請(qǐng)求時(shí)， 用戶密碼以明文的方式傳輸， 一旦被截獲， 后果嚴(yán)重。因此密碼需要加密，例如可采用RSA非對(duì)稱加密。具體流程如下：

第三種網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求情況（安全級(jí)別：IIII）

再仔細(xì)核對(duì)上述登錄流程， 我們發(fā)現(xiàn)服務(wù)器判斷用戶是否登錄， 完全依賴于sessionId, 一旦其被截獲， 黑客就能夠模擬出用戶的請(qǐng)求。于是我們需要引入token的概念： 用戶登錄成功后， 服務(wù)器不但為其分配了sessionId, 還分配了token， token是維持登錄狀態(tài)的關(guān)鍵秘密數(shù)據(jù)。在服務(wù)器向客戶端發(fā)送的token數(shù)據(jù)，也需要加密。于是一次登錄的細(xì)節(jié)再次擴(kuò)展。

客戶端利用自己生成的私鑰對(duì)token密文解密， 得到真正的token。圖示如下：

登錄保持（也就是http數(shù)據(jù)請(qǐng)求階段）

引入token后，http請(qǐng)求被獲取問(wèn)題便可得到解決。 服務(wù)器將token和其它的一些變量， 利用散列加密算法得到簽名后，連同sessionId一并發(fā)送給服務(wù)器； 服務(wù)器取出保存于服務(wù)器端的token,利用相同的法則生成校驗(yàn)簽名， 如果客戶端簽名與服務(wù)器的校驗(yàn)簽名一致， 就認(rèn)為請(qǐng)求來(lái)自登錄的客戶端。（支付寶一樣的機(jī)制）結(jié)構(gòu)圖如下：

注：token失效的兩種情況：

失效原理：在服務(wù)器端的redis中刪除相應(yīng)key為session的鍵值對(duì)。

二.散列算法

散列是信息的提煉，通常其長(zhǎng)度要比信息小得多，且為一個(gè)固定長(zhǎng)度。加密性強(qiáng)的散列一定是不可逆的，這就意味著通過(guò)散列結(jié)果，無(wú)法推出任何部分的原始信息。任何輸入信息的變化，哪怕僅一位，都將導(dǎo)致散列結(jié)果的明顯變化，這稱之為雪崩效應(yīng)。散列還應(yīng)該是防沖突的，即找不出具有相同散列結(jié)果的兩條信息。具有這些特性的散列結(jié)果就可以用于驗(yàn)證信息是否被修改。

散列算法可以用來(lái)加密token生成簽名， 以便token信息不暴露在網(wǎng)絡(luò)同時(shí)還能驗(yàn)證登錄的有效性。

MD5

全寫： Message Digest Algorithm MD5（中文名為消息摘要算法第五版）輸出： 128bit

MD5算法具有以下特點(diǎn)：

1、壓縮性：任意長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，算出的MD5值長(zhǎng)度都是固定的。2、容易計(jì)算：從原數(shù)據(jù)計(jì)算出MD5值很容易。3、抗修改性：對(duì)原數(shù)據(jù)進(jìn)行任何改動(dòng)，哪怕只修改1個(gè)字節(jié)，所得到的MD5值都有很大區(qū)別。4、弱抗碰撞：已知原數(shù)據(jù)和其MD5值，想找到一個(gè)具有相同MD5值的數(shù)據(jù)（即偽造數(shù)據(jù)）是非常困難的。5、強(qiáng)抗碰撞：想找到兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)，使它們具有相同的MD5值，是非常困難的。缺陷：Md5一度被認(rèn)為十分靠譜。2004年8月17日的美國(guó)加州圣巴巴拉的國(guó)際密碼學(xué)會(huì)議（Crypto’2004）上，來(lái)自中國(guó)山東大學(xué)的王小云教授做了破譯MD5、HAVAL-128、 MD4和RipEMD算法的報(bào)告，公布了MD系列算法的破解結(jié)果。2009年，馮登國(guó)、謝濤二人利用差分攻擊，將MD5的碰撞算法復(fù)雜度從王小云的2^42進(jìn)一步降低到2^21，極端情況下甚至可以降低至2^10。僅僅2^21的復(fù)雜度意味著即便是在2008年的計(jì)算機(jī)上，也只要幾秒便可以找到一對(duì)碰撞。Md5已老， 在安全性要求較高的場(chǎng)合，不建議使用。

SHA1

全名： 安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）輸出： 160bit與Md5比較相同點(diǎn)：因?yàn)槎呔蒑D4導(dǎo)出，SHA-1和MD5彼此很相似。相應(yīng)的，他們的強(qiáng)度和其他特性也是相似。不同點(diǎn)：1. 對(duì)強(qiáng)行攻擊的安全性：最顯著和最重要的區(qū)別是SHA-1摘要比MD5摘要長(zhǎng)32 位。使用強(qiáng)行技術(shù)，產(chǎn)生任何一個(gè)報(bào)文使其摘要等于給定報(bào)摘要的難度對(duì)MD5是2^128數(shù)量級(jí)的操作，而對(duì)SHA-1則是2^160數(shù)量級(jí)的操作。這樣，SHA-1對(duì)強(qiáng)行攻擊有更大的強(qiáng)度。2. 對(duì)密碼分析的安全性：由于MD5的設(shè)計(jì)，易受密碼分析的攻擊，SHA-1顯得不易受這樣的攻擊。3. 速度：在相同的硬件上，SHA-1的運(yùn)行速度比MD5慢。

加鹽

所謂加鹽， 就是在原本需要加密的信息基礎(chǔ)上，糅入其它內(nèi)容salt。簽名的生成就是一次加鹽。

對(duì)稱加密

本系統(tǒng)使用對(duì)稱加密對(duì)用戶密碼進(jìn)行加密以及生成token字符串。AuthCode加密AuthCode是康盛科技發(fā)明的加密方式， 開(kāi)源產(chǎn)品Discuz的密碼是用這個(gè)算法進(jìn)行加密。但是有點(diǎn)遺憾，這個(gè)函數(shù)所有權(quán)屬于康盛創(chuàng)想，并不能自由使用的。不知使用是否有風(fēng)險(xiǎn)？？AES加密高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（英語(yǔ)：Advanced Encryption Standard，縮寫：AES），在密碼學(xué)中又稱Rijndael加密法，是美國(guó)聯(lián)邦政府采用的一種區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)替代原先的DES，已經(jīng)被多方分析且廣為全世界所使用。

非對(duì)稱加密

RSA是目前最有影響力的公鑰加密算法，它能夠抵抗到目前為止已知的絕大多數(shù)密碼攻擊，已被ISO推薦為公鑰數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)。RSA的安全基于大數(shù)分解的難度。其公鑰和私鑰是一對(duì)大素?cái)?shù)（100到200位十進(jìn)制數(shù)或更大）的函數(shù)。從一個(gè)公鑰和密文恢復(fù)出明文的難度，等價(jià)于分解兩個(gè)大素?cái)?shù)之積（這是公認(rèn)的數(shù)學(xué)難題）。算法描述：（1）選擇一對(duì)不同的、足夠大的素?cái)?shù)p，q。（2）計(jì)算n=pq。（3）計(jì)算f(n)=(p-1)(q-1)，同時(shí)對(duì)p, q嚴(yán)加保密，不讓任何人知道。（4）找一個(gè)與f(n)互質(zhì)的數(shù)e（公鑰指數(shù)），且1<e<f(n)。（5）計(jì)算d（私鑰指數(shù)），使得de≡1 mod f(n)。這個(gè)公式也可以表達(dá)為d ≡e-1 mod f(n)注，≡是數(shù)論中表示同余的符號(hào)。（6）公鑰KU=(e,n)，私鑰KR=(d,n)。（7）加密時(shí)，先將明文變換成0至n-1的一個(gè)整數(shù)M。若明文較長(zhǎng)，可先分割成適當(dāng)?shù)慕M，然后再進(jìn)行交換。設(shè)密文為C，則加密過(guò)程為：

（8）解密過(guò)程為：

。轉(zhuǎn)自：http://blog.csdn.net/m372897500/article/details/50905017 略作了補(bǔ)充