淺析加密算法在Web安全登錄認(rèn)證中的應(yīng)用
ice 對(duì)于Web應(yīng)用程序，安全登錄是很重要的。但是目前大多數(shù) Web 系統(tǒng)在發(fā)送登錄密碼時(shí)是發(fā)送的明文，很容易被入侵者監(jiān)聽(tīng)到密碼。如果在登錄系統(tǒng)中加入安全登錄機(jī)制，則可以在Web 服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)安全登錄。
要實(shí)現(xiàn)安全登錄，可以采用下面三種方法，一種基于非對(duì)稱加密算法，一種基于對(duì)稱加密算法，最后一種基于散列算法。
非對(duì)稱加密算法中，目前最常用的是 RSA 算法和 ECC算法。要采用非對(duì)稱加密算法實(shí)現(xiàn)安全登錄的話，首先需要在客戶端向服務(wù)器端請(qǐng)求登錄頁(yè)面時(shí)，服務(wù)器生成公鑰和私鑰，然后將公鑰隨登錄頁(yè)面一起傳遞給客戶端瀏覽器，當(dāng)用戶輸入完用戶名密碼點(diǎn)擊登錄時(shí)，登錄頁(yè)面中的 JavaScript 調(diào)用非對(duì)稱加密算法對(duì)用戶名和密碼用用公鑰進(jìn)行加密。然后再提交到服務(wù)器端，服務(wù)器端利用私鑰進(jìn)行解密，再跟數(shù)據(jù)庫(kù)中的用戶名密碼進(jìn)行比較，如果一致，則登錄成功，否則登錄失敗。
看上去很簡(jiǎn)單，但是，目前 RSA 算法中，1024－2048 位的密鑰被認(rèn)為是安全的。如果密鑰長(zhǎng)度小于這個(gè)長(zhǎng)度，則認(rèn)為可以被破解。但這樣的長(zhǎng)度超過(guò)了程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言本身所允許的數(shù)字運(yùn)算范圍，需要通過(guò)模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)大數(shù)運(yùn)算。而在 Web 系統(tǒng)的客戶端，如果通過(guò) JavaScript 來(lái)模擬大數(shù)運(yùn)行的話，效率將會(huì)是很低的，因此要在客戶端采用這樣的密鑰來(lái)加密數(shù)據(jù)的話，許多瀏覽器會(huì)發(fā)出執(zhí)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，停止運(yùn)行的警告。ECC 算法的密鑰長(zhǎng)度要求比 RSA 算法要低一些，ECC 算法中 160 位的密鑰長(zhǎng)度被認(rèn)為與 RSA 算法中 1024 位的密鑰長(zhǎng)度的安全性是等價(jià)的。雖然要涉及的模擬大數(shù)運(yùn)算，但 ECC 算法的密鑰長(zhǎng)度的運(yùn)算量還算是可以接受的，但是 ECC 算法比 RSA 算法要復(fù)雜的多，因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)也很困難。
對(duì)稱加密算法比非對(duì)稱加密算法要快得多，但是對(duì)稱加密算法需要數(shù)據(jù)發(fā)送方和接受方共用一個(gè)密鑰，密鑰是不能通過(guò)不安全的網(wǎng)絡(luò)直接傳遞的，否則密鑰和加密以后的數(shù)據(jù)如果同時(shí)監(jiān)聽(tīng)到的話，入侵者就可以直接利用監(jiān)聽(tīng)到的密鑰來(lái)對(duì)加密后的信息進(jìn)行解密了。
如果我們采用散列算法對(duì)登錄密碼進(jìn)行處理的話，可以避免被直接解密出原文，但是如果直接采用 MD5 或者 SHA1 來(lái)對(duì)登錄密碼進(jìn)行處理后提交的話，一旦入侵者監(jiān)聽(tīng)到散列后的密碼，則不需要解密出原文，直接將監(jiān)聽(tīng)到的數(shù)據(jù)提交給服務(wù)器，就可以實(shí)現(xiàn)入侵的目的了。而且，目前 MD5 算法已被破解，SHA1 算法則被證明從理論上可破解，就算采用離線碰撞，也可以找出與原密碼等價(jià)的密碼來(lái)。所以直接采用 MD5 或者 SHA1 來(lái)對(duì)密碼進(jìn)行散列處理也是不可行的。
但是如果在散列算法中加入了密鑰呢？。hmac 算法正好作了這樣的事情，我們來(lái)看看如何用 hmac 算法實(shí)現(xiàn)安全登錄。首先在客戶端向服務(wù)器端請(qǐng)求登錄頁(yè)面時(shí)，服務(wù)器端生成一個(gè)隨機(jī)字符串，連同登錄頁(yè)面一同發(fā)送給客戶端瀏覽器，當(dāng)用戶輸入完用戶名密碼后，將密碼采用 MD5 或者 SHA1 來(lái)生成散列值作為密鑰，服務(wù)器端發(fā)送來(lái)的隨機(jī)字符串作為消息數(shù)據(jù)，進(jìn)行 hmac 運(yùn)算。然后將結(jié)果提交給服務(wù)器。服務(wù)器端接收到客戶端提交的數(shù)據(jù)后，將保存在服務(wù)器端的隨機(jī)字符串和用戶密碼進(jìn)行相同的運(yùn)算，然后進(jìn)行比較，如果結(jié)果一致，則認(rèn)為登錄成功，否則登錄失敗。
客戶端每次請(qǐng)求時(shí)服務(wù)器端發(fā)送的隨機(jī)字符串都是不同的，因此即使入侵者監(jiān)聽(tīng)到了這個(gè)隨機(jī)字符串和加密后的提交的數(shù)據(jù)，它也無(wú)法再次提交相同的數(shù)據(jù)通過(guò)驗(yàn)證。而且通過(guò)監(jiān)聽(tīng)到的數(shù)據(jù)也無(wú)法計(jì)算出密鑰，所以也就無(wú)法偽造登錄信息了。
