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你的登录接口真的安全吗?

小Hub领读:

一个安全的接口,需要知道黑客会用什么方式来爆破,然后再对应防御~


作者:哒哒哒哒打代码 https://juejin.im/post/6859214952704999438)

前言

大家学写程序时,第一行代码都是hello world。但是当你开始学习 WEB 后台技术时,很多人的第一个功能就是写的登录 (小声:别人我不知道,反正我是)。 但是我在和很多工作经验较短的同学面试或沟通的时候,发现很多同学虽然都有在简历上写:负责项目的登录/注册功能模块的开发和设计工作,但是都只是简单的实现了功能逻辑,在安全方面并没有考虑太多。这篇文章主要是和大家聊一聊,在设计一个登录接口时,不仅仅是功能上的实现,在安全方面,我们还需要考虑哪些地方。

安全风险

暴力破解!

只要网站是暴露在公网的,那么很大概率上会被人盯上,尝试爆破这种简单且有效的方式: 通过各种方式获得了网站的用户名之后,通过编写程序来遍历所有可能的密码,直至找到正确的密码为止

伪代码如下:

# 密码字典
password\_dict = \[\]
# 登录接口
login\_url = ''
def attack(username):
 for password in password\_dict:
     data = {'username': username, 'password': password}
       content = requests.post(login\_url, data).content.decode('utf-8')
       if 'login success' in content:
           print('got it! password is : %s' % password)

那么这种情况,我们要怎么防范呢?

验证码

有聪明的同学就想到了,我可以在它密码错误达到一定次数时,增加验证码校验!比如我们设置,当用户密码错误达到 3 次之后,则需要用户输入图片验证码才可以继续登录操作:

伪代码如下:

fail\_count = get\_from\_redis(fail\_username)
if fail\_count >= 3:
 if captcha is None:
  return error('需要验证码')
    check\_captcha(captcha)
success = do\_login(username, password)
if not success:
 set\_redis(fail\_username, fail\_count + 1)

伪代码未考虑并发,实际开发可以考虑加锁。

这样确实可以过滤掉一些非法的攻击,但是以目前的 OCR 技术来说的话,普通的图片验证码真的很难做到有效的防止机器人(我们就在这个上面吃过大亏)。当然,我们也可以花钱购买类似于三方公司提供的滑动验证等验证方案,但是也并不是 100% 的安全,一样可以被破解(惨痛教训)。

登录限制

那这时候又有同学说了,那我可以直接限制非正常用户的登录操作,当它密码错误达到一定次数时,直接拒绝用户的登录,隔一段时间再恢复。比如我们设置某个账号在登录时错误次数达到 10 次时,则 5 分钟内拒绝该账号的所有登录操作。

伪代码如下:

fail\_count = get\_from\_redis(fail\_username)
locked = get\_from\_redis(lock\_username)

if locked:
 return error('拒绝登录')
if fail\_count >= 3:
 if captcha is None:
  return error('需要验证码')
    check\_captcha(captcha) 
success = do\_login(username, password)
if not success:
 set\_redis(fail\_username, fail\_count + 1)
    if fail\_count + 1 >= 10:
     # 失败超过10次,设置锁定标记
     set\_redis(lock\_username, true, 300s)

umm,这样确实可以解决用户密码被爆破的问题。但是,这样会带来另一个风险:攻击者虽然不能获取到网站的用户信息,但是它可以让我们网站所有的用户都无法登录! 攻击者只需要无限循环遍历所有的用户名(即使没有,随机也行)进行登录,那么这些用户会永远处于锁定状态,导致正常的用户无法登录网站!

IP 限制

那既然直接针对用户名不行的话,我们可以针对 IP 来处理,直接把攻击者的 IP 封了不就万事大吉了嘛。我们可以设定某个 IP 下调用登录接口错误次数达到一定时,则禁止该 IP 进行登录操作。

伪代码如下:

ip = request\['IP'\]
fail\_count = get\_from\_redis(fail\_ip)
if fail\_count > 10:
 return error('拒绝登录')
# 其它逻辑
# do something()
success = do\_login(username, password)
if not success:
 set\_redis(fail\_ip, true, 300s)

这样也可以一定程度上解决问题,事实上有很多的限流操作都是针对 IP 进行的,比如 niginx 的限流模块就可以限制一个 IP 在单位时间内的访问次数。 但是这里还是存在问题:

  • 比如现在很多学校、公司都是使用同一个出口 IP,如果直接按 IP 限制,可能会误杀其它正常的用户
  • 现在这么多 V**,攻击者完全可以在 IP 被封后切换 V** 来攻击

手机验证

那难道就没有一个比较好的方式来防范吗? 当然有。 我们可以看到近些年来,几乎所有的应用都会让用户绑定手机,一个是国家的实名制政策要求,第二个是手机基本上和身份证一样,基本上可以代表一个人的身份标识了。所以很多安全操作都是基于手机验证来进行的,登录也可以。

  1. 当用户输入密码次数大于 3 次时,要求用户输入验证码(最好使用滑动验证)
  2. 当用户输入密码次数大于 10 次时,弹出手机验证,需要用户使用手机验证码和密码双重认证进行登录

手机验证码防刷就是另一个问题了,这里不展开,以后再有时间再聊聊我们在验证码防刷方面做了哪些工作。

伪代码如下:

fail\_count = get\_from\_redis(fail\_username)

if fail\_count > 3:
 if captcha is None:
  return error('需要验证码')
    check\_captcha(captcha) 
    
if fail\_count > 10:
 # 大于10次,使用验证码和密码登录
 if dynamic\_code is None:
     return error('请输入手机验证码')
    if not validate\_dynamic\_code(username, dynamic\_code):
     delete\_dynamic\_code(username)
     return error('手机验证码错误')

 success = do\_login(username, password, dynamic\_code)
    
 if not success:
     set\_redis(fail\_username, fail\_count + 1)

我们结合了上面说的几种方式的同时,加上了手机验证码的验证模式,基本上可以阻止相当多的一部分恶意攻击者。但是没有系统是绝对安全的,我们只能够尽可能的增加攻击者的攻击成本。大家可以根据自己网站的实际情况来选择合适的策略。

中间人攻击?

什么是中间人攻击

*** 中间人攻击 (man-in-the-middle attack, abbreviated to MITM)***,简单一点来说就是,A 和 B 在通讯过程中,攻击者通过嗅探、拦截等方式获取或修改 A 和 B 的通讯内容。

举个栗子: 小白小黄发快递,途中要经过快递点 A,小黑就躲在快递点 A,或者干脆自己开一个快递点 B 来冒充快递点 A。然后偷偷的拆了小白小黄的快递,看看里面有啥东西。甚至可以把小白的快递给留下来,自己再打包一个一毛一样的箱子发给小黄

那在登录过程中,如果攻击者在嗅探到了从客户端发往服务端的登录请求,就可以很轻易的获取到用户的用户名和密码。

HTTPS

防范中间人攻击最简单也是最有效的一个操作,更换 HTTPS,把网站中所有的 HTTP 请求修改为强制使用 HTTPS。

*** 为什么 HTTPS 可以防范中间人攻击?*** HTTPS 实际上就是在 HTTP 和 TCP 协议中间加入了 SSL/TLS 协议,用于保障数据的安全传输。相比于 HTTP,HTTPS 主要有以下几个特点:

  • 内容加密
  • 数据完整性
  • 身份验证

具体的 HTTPS 原理这里就不再扩展了,大家可以自行 Google

加密传输

在 HTTPS 之外,我们还可以手动对敏感数据进行加密传输:

  • 用户名可以在客户端使用非对称加密,在服务端解密
  • 密码可以在客户端进行 MD5 之后传输,防止暴露密码明文

其它

除了上面我们聊的这些以外,其实还有很多其它的工作可以考虑,比如:

  • 操作日志,用户的每次登录和敏感操作都需要记录日志(包括 IP、设备等)
  • 异常操作或登录提醒,有了上面的操作日志,那我们就可以基于日志做风险提醒,比如用户在进行非常登录地登录、修改密码、登录异常时,可以短信提醒用户
  • 拒绝弱密码 注册或修改密码时,不允许用户设置弱密码
  • 防止用户名被遍历 有些网站在注册时,在输入完用户名之后,会提示用户名是否存在。这样会存在网站的所有用户名被泄露的风险(遍历该接口即可),需要在交互或逻辑上做限制
  • ...

后记

现在国家不断的出台各种法律,对用户的数据越来越看重。作为开发者,我们也需要在保护用户数据和用户隐私方面做更多的工作。后面我也会和大家聊一聊,我们在数据安全方面,做了哪些工作,希望可以给到大家一点点帮助。


(完)

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原始发表时间:2020-09-03

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