基于timestamp和nonce的防重放攻击

发布于:2021-09-18 15:37:47

基于timestamp和nonce的防重放攻击



  以前总是通过timestamp来防止重放攻击,但是这样并不能保证每次请求都是一次性的。今天看到了一篇文章介绍的通过nonce(Number used once)来保证一次有效,感觉两者结合一下,就能达到一个非常好的效果了。



重放攻击是计算机世界黑客常用的攻击方式之一,所谓重放攻击就是攻击者发送一个目的主机已接收过的包,来达到欺骗系统的目的,主要用于身份认证过程。

  首先要明确一个事情,重放攻击是二次请求,黑客通过抓包获取到了请求的HTTP报文,然后黑客自己编写了一个类似的HTTP请求,发送给服务器。也就是说服务器处理了两个请求,先处理了正常的HTTP请求,然后又处理了黑客发送的篡改过的HTTP请求。


基于timestamp的方案

  每次HTTP请求,都需要加上timestamp参数,然后把timestamp和其他参数一起进行数字签名。因为一次正常的HTTP请求,从发出到达服务器一般都不会超过60s,所以服务器收到HTTP请求之后,首先判断时间戳参数与当前时间相比较,是否超过了60s,如果超过了则认为是非法的请求。


假如黑客通过抓包得到了我们的请求url:?http://koastal.site/index/Info?uid=ZX07&stime=1480862753&sign=80b886d71449cb33355d017893720666?



$sign=md5($uid.$token.$stime);
// 服务器通过uid从数据库中可读出token


  


  一般情况下,黑客从抓包重放请求耗时远远超过了60s,所以此时请求中的stime参数已经失效了。?

但这种方式的漏洞也是显而易见的,如果在60s之后进行重放攻击,那就没办法了,所以这种方式不能保证请求仅一次有效。


基于nonce的方案

  nonce的意思是仅一次有效的随机字符串,要求每次请求时,该参数要保证不同,所以该参数一般与时间戳有关,我们这里为了方便起见,直接使用时间戳的16进制,实际使用时可以加上客户端的ip地址,mac地址等信息做个哈希之后,作为nonce参数。?

  假如黑客通过抓包得到了我们的请求url:?http://koastal.site/index/Info?uid=ZX07&nonce=58442c21&sign=80b886d71449cb33355d017893720666


其中:


  



$sign=md5($uid.$token.$nonce);
// 服务器通过uid从数据库中可读出token


  


  nonce参数在首次请求时,已经被存储到了服务器上的“集合”中,再次发送请求会被识别并拒绝。?

  这种方式也有很大的问题,那就是存储nonce参数的“集合”会越来越大,验证nonce是否存在“集合”中的耗时会越来越长。我们不能让nonce“集合”无限大,所以需要定期清理该“集合”,但是一旦该“集合”被清理,我们就无法验证被清理了的nonce参数了。也就是说,假设该“集合”*均1天清理一次的话,我们抓取到的该url,虽然当时无法进行重放攻击,但是我们还是可以每隔一天进行一次重放攻击的。而且存储24小时内,所有请求的“nonce”参数,也是一笔不小的开销。


  


基于timestamp和nonce的方案

那我们如果同时使用timestamp和nonce参数呢??

我们在timestamp方案的基础上,加上nonce参数,因为timstamp参数对于超过60s的请求,都认为非法请求,所以我们只需要存储60s的nonce参数的“集合”即可。


假如黑客通过抓包得到了我们的请求url:?http://koastal.site/index/Info?uid=ZX07&stime=1480862753&nonce=58442c21&sign=80b886d71449cb33355d017893720666


其中:



$sign=md5($uid.$token.$stime.$nonce);
// 服务器通过uid从数据库中可读出token


  


  如果在60s内,重放该HTTP请求,因为nonce参数已经在首次请求的时候被记录在服务器的nonce参数“集合”中,所以会被判断为非法请求。超过60s之后,stime参数就会失效,此时因为黑客不清楚token的值,所以无法重新生成签名。


综上,我们认为一次正常的HTTP请求发送不会超过60s,在60s之内的重放攻击可以由nonce参数保证,超过60s的重放攻击可以由stime参数保证。


因为nonce参数只会在60s之内起作用,所以只需要保存60s之内的nonce参数即可。


我们并不一定要每个60s去清理该nonce参数的集合,只需要在新的nonce到来时,判断nonce集合最后一次修改时间,超过60s的话,就清空该集合,存放新的nonce参数集合。其实nonce参数集合可以存放的时间更久一些,但是最少是60s。


验证流程:



//判断stime参数是否有效
if( $now - $stime > 60){
die("请求超时");
}
//判断nonce参数是否在“集合”已存在
if( in_array($nonce,$nonceArray) ){
die("请求仅一次有效");
}
//验证数字签名
if ( $sign != md5($uid.$token.$stime.$nonce) ){
die("数字签名验证失败");
}
//判断是否需要清理nonce集合
if( $now - $nonceArray->lastModifyTime > 60 ){
$nonceArray = null;
}
//记录本次请求的nonce参数
$nonceArray.push($nonce);


//开始处理合法的请求


  















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2017-08-09 14:59
wavemelody 阅读(
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