HTTP 用户身份认证

一些 Web 页面只想让特定的、拥有特定标示的人浏览,为了达到这个目标,必不可少的就是认证功能。生活中常见的认证方式包括:账号密码验证、动态令牌、指纹识别、人脸识别、身份证验证等等。那么,HTTP 常用的认证方式是什么呢?

HTTP 用户身份认证

BASIC 认证

BASIC 认证(基本认证)是从 HTTP/1.0 就定义的认证方式。即便是现在仍有一部分的网站会使用这种认证方式。是 Web 服务器与通信客户端之间进行的认证方式。

  1. 客户端发出认证请求;
  2. 服务端接收到请求需要 BASIC 认证,会随 401 状态码 Authorization Required,返回带 WWW-Authenticate 首部字段的响应。该字段包含认证的方式(BASIC)及 Request-URI 安全域字符串(realm);
  3. 客户端接收到服务端的请求后,对用户名和密码进行 Base64 编码处理,发送给服务器;
  4. 服务端接收到客户端的请求,对认证信息的正确性进行验证,验证通过后,返回一条包含 Request-URI 资源的响应。

需要注意的是,Base64 编码并非加密处理,因此,BASIC 认证实际是明文传输。

DIGEST 认证

  1. 客户端发出认证请求;
  2. 服务器随着状态码 401 Authorization Required,返回带 WWW-Authenticate 首部字段的响应。该字段内包含认证所需的临时质询码(随机数,nonce)。
  3. 客户端接收到包含 DIGEST 认证必须的首部 Authorization 信息。首部字段 Authorization 内必须包含 username、realm、nonce、uri 和 response 的字段信息。其中,realm 和 nonce 就是之前从服务器接收到的响应中的字段。
  4. 服务器确认认证信息的正确性,认证通过后则返回包含 Request-URI 资源的响应。并且会在首部字段 Authentication-Info 中写入一些认证成功的相关信息。

DIGEST 认证提供了高于 BASIC 认证的安全等级,但是和 HTTPS 的客户端认证相比仍旧很弱。DIGEST 认证提供防止密码被窃听的保护机制,但并不存在防止用户伪装的保护机制。

SSL 客户端认证

SSL客户端认证是借由 HTTPS 的客户端证书完成认证的方式。凭借客户端证书认证,服务器可确认访问是否来自合法的客户端。SSL 客户端认证需要事先将客户端证书分发给客户端,且客户端必须安装此证书。

  1. 客户端发出认证请求;
  2. 服务端接收到需要认证资源的请求,服务器会发送 Certificate Request 报文,要求客户端提供客户端证书。
  3. 用户选择将发送的客户端证书后,客户端将客户端证书信息以 Client Certificate 报文方式发送给服务器。
  4. 服务器验证客户端证书,验证通过后接受证书内客户端的公开密钥,开始 HTTPS 加密通信。

SSL 客户端认证采用双因素认证,认证过程中不仅需要密码这一个因素,还需要申请认证者提供其他持有信息,从而作为另一个因素,与其组合使用的认证方式。通过双因素认证后,就可以确认是用户本人正在使用匹配正确的计算机访问服务器。

使用 SSL客户端认证需要用到客户端证书。而客户端证书需要支付一定费用才能使用。每个认证机构颁发客户端证书的费用不尽相同,平摊到一张证书上,一年费用约几万至十几万日元。服务器运营者也可以自己搭建认证机构,但要维持安全运行就会产生相应的费用。

基于表单认证

基于表单的认证方法并不是在 HTTP 协议中定义的。客户端会向服务器上的 Web 应用程序发送登录信息(Credential),服务器根据登录信息进行认证。

由于使用上的便利性及安全性问题,HTTP 协议标准提供的 BASIC 认证和 DIGEST 认证几乎不怎么使用。另外,SSL客户端认证虽然具有高度的安全等级,但因为导入及维持费用等问题,还尚未普及。

不具备共同标准规范的表单认证,在每个 Web 网站上都会有各不相同的实现方式。如果是全面考虑过安全性能而实现的表单认证,那么就能够具备高度的安全等级。但在表单认证的实现中存在问题的 Web 网站也是屡见不鲜。

基于表单认证一般会使用 Cookie 来管理 Session(会话):

  1. 客户端把用户 ID 和密码等登录信息放入报文的实体部分, 通常是以 POST 方法把请求发送给服务器。而这时,会使用 HTTPS 通信来进行 HTML 表单画面的显示和用户输入数据的发送。
  2. 服务器返回用以识别用户的 Session ID。通过验证客户端发送过来的登录信息,进行身份认证,然后把用户的认证状态与 Session ID 绑定后记录在服务器端。
  3. 客户端接收到从服务器端发来的 Session ID 后,会将其作为 Cookie 保存在本地。下次向服务器发送请求时,浏览器会自动发送 Cookie,所以 Session ID 也随之发送到服务器。服务器端可通过验证接收到的 Session ID 识别用户和其认证状态。

除了以上介绍的应用实例,还有应用其他不同方法的案例。另外,不仅基于表单认证的登录信息及认证过程都无标准化的方法, 服务器端应如何保存用户提交的密码等登录信息等也没有标准化。通常,一种安全的保存方法是,先利用给密码加盐(salt)的方式增加额外信息,再使用散列(hash)函数计算出散列值后保存。但是我们也经常看到直接保存明文密码的做法,这样的做法有密码泄露的风险。

salt 其实就是由服务器随机生成的一个字符串,但是要保证长度足够长,并且是真正随机生成的。然后把它和密码字符串相连接(前后都可以)生成散列值。当两个用户使用了同一个密码时,由于随机生成的 salt 值不同,对应的散列值也将是不同的。这样一来,很大程度上减少了密码特征,攻击者也就很难利用自己手中的密码特征库进行破解。

最后

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