ASP.NET Web API(三):安全验证之使用摘要认证(digest authentication)
在前一篇文章中,主要讨论了使用HTTP基本认证的方法,因为HTTP基本认证的方式决定了它在安全性方面存在很大的问题,所以接下来看看另一种验证的方式:digest authentication,即摘要认证。
系列文章列表
ASP.NET Web API(一):使用初探,GET和POST数据
ASP.NET Web API(二):安全验证之使用HTTP基本认证
ASP.NET Web API(三):安全验证之使用摘要认证(digest authentication)
摘要认证原理
在基本认证的方式中,主要的安全问题来自于用户信息的明文传输,而在摘要认证中,主要通过一些手段避免了此问题,大大增加了安全性。
下图为摘要验证的验证原理流程图。
下面大致看一下这部分的验证流程:
- 客户端请求 /api/employees;
- 服务端返回401未验证的状态,并且在返回的信息中包含了验证方式Digest,realm的值,QOP(quality of protection)只设置成auth,nonce为一串随机值,在下面的请求中会一直使用到,当过了存活期后服务端将刷新生成一个新的nonce值;
- 客户端接受到请求返回后,将username:realm:password进行HASH运算,假设运算后的值为HA1。又将请求的路径/api/employees进行HASH运算,假设运算后的值为HA2。再将HA1:nonce:nc:cnonce:qop:HA2进行HASH运算,得到的值放在response中。这里的cnonce为客户端生成的nonce值,而nc用于统计,假设开始时为00000001,下次请求后就变成了00000002,不一定每次都加1,但是后面请求中的nc值肯定大于前一次请求中的nc值。
- 服务端收到请求后将验证nonce是否过期,如果过期,那么直接返回401,即第二步的状态。如果没有过期,那么比较nc值,如果比前一次nc值小或者前一次根本没有存储的nc值,那么也将直接返回401状态。如果前面的验证都通过,那么服务端也将按照步骤3中计算最终HASH值的步骤计算出HASH值与客户端的进行比较,然后比较客户端提交过来的HASH值与服务端计算出来的HASH进行比较,不匹配返回401,匹配获取请求的数据并返回状态200。
摘要验证主要就是通过上面的HASH比较的步骤避免掉了基本验证中的安全性问题。
需要注意的是,如果需要IIS支持摘要验证,需要把IIS摘要验证的特性勾上。
摘要验证的实现
在理解了摘要验证的原理之后,只需要用代码实现即可。
判断nonce是否过期的方法。
1 public static bool IsValid(string nonce, string nonceCount) 2 { 3 Tuple<int, DateTime> cachedNonce = null; 4 nonces.TryGetValue(nonce, out cachedNonce); 5 6 if (cachedNonce != null) // nonce is found 7 { 8 // nonce count is greater than the one in record 9 if (Int32.Parse(nonceCount) > cachedNonce.Item1) 10 { 11 // nonce has not expired yet 12 if (cachedNonce.Item2 > DateTime.Now) 13 { 14 // update the dictionary to reflect the nonce count just received in this request 15 nonces[nonce] = new Tuple<int, DateTime>(Int32.Parse(nonceCount), 16 cachedNonce.Item2); 17 18 // Every thing looks ok - server nonce is fresh and nonce count seems to be 19 // incremented. Does not look like replay. 20 return true; 21 } 22 } 23 } 24 25 return false; 26 }
下面为摘要验证实现的核心方法
1 namespace DigestAuthentication 2 { 3 public class AuthenticationHandler : DelegatingHandler 4 { 5 protected async override Task<HttpResponseMessage> SendAsync(HttpRequestMessage request, CancellationToken cancellationToken) 6 { 7 try 8 { 9 var headers = request.Headers; 10 if (headers.Authorization != null) 11 { 12 Header header = new Header(request.Headers.Authorization.Parameter, 13 request.Method.Method); 14 15 if (Nonce.IsValid(header.Nonce, header.NounceCounter)) 16 { 17 // Just assuming password is same as username for the purpose of illustration 18 string password = header.UserName; 19 20 string ha1 = String.Format("{0}:{1}:{2}", header.UserName, header.Realm, 21 password).ToMD5Hash(); 22 23 string ha2 = String.Format("{0}:{1}", header.Method, header.Uri).ToMD5Hash(); 24 25 string computedResponse = String 26 .Format("{0}:{1}:{2}:{3}:{4}:{5}", 27 ha1, header.Nonce, header.NounceCounter, 28 header.Cnonce, "auth", ha2).ToMD5Hash(); 29 30 if (String.CompareOrdinal(header.Response, computedResponse) == 0) 31 { 32 // digest computed matches the value sent by client in the response field. 33 // Looks like an authentic client! Create a principal. 34 var claims = new List<Claim> 35 { 36 new Claim(ClaimTypes.Name, header.UserName), 37 new Claim(ClaimTypes.AuthenticationMethod, AuthenticationMethods.Password) 38 }; 39 40 var principal = new ClaimsPrincipal(new[] { new ClaimsIdentity(claims, "Digest") }); 41 42 Thread.CurrentPrincipal = principal; 43 44 if (HttpContext.Current != null) 45 HttpContext.Current.User = principal; 46 } 47 } 48 } 49 50 var response = await base.SendAsync(request, cancellationToken); 51 52 if (response.StatusCode == HttpStatusCode.Unauthorized) 53 { 54 response.Headers.WwwAuthenticate.Add(new AuthenticationHeaderValue("Digest", 55 Header.UnauthorizedResponseHeader.ToString())); 56 } 57 58 return response; 59 } 60 catch (Exception) 61 { 62 var response = request.CreateResponse(HttpStatusCode.Unauthorized); 63 response.Headers.WwwAuthenticate.Add(new AuthenticationHeaderValue("Digest", 64 Header.UnauthorizedResponseHeader.ToString())); 65 66 return response; 67 } 68 } 69 } 70 71 }
实现完成后,使用摘要验证只需要在对应的方法加上[Authorize]属性标签即可。
摘要验证的优缺点
摘要验证很好地解决了使用基本验证所担心的安全性问题。
但是永远没有绝对的安全,当用户使用字典进行穷举破解时,还是会存在一些被破解的隐患。
源码下载
编辑器里怎么找不到上传文件的地方了?我上传到了百度网盘里。