移动App该怎样保存用户password

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update 2018-06-04

2015年出的一个规范 JSON Web Token (JWT)  https://tools.ietf.org/html/rfc7519 

JWT 官网： https://jwt.io/  

八幅漫画理解使用JSON Web Token设计单点登录系统： http://blog.leapoahead.com/2015/09/07/user-authentication-with-jwt/ 

JSON Web Encryption (JWE) ： https://tools.ietf.org/html/rfc7516 

JSON Web Signature (JWS) ： https://tools.ietf.org/html/rfc7515 

update 2017-9-6 

微信交互协议和加密模式研究：https://github.com/hengyunabc/hengyunabc.github.io/files/1280081/wechat.pdf

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移动App该怎样保存用户password？

这个实际上和桌面程序是一样的。

先看下一些软件是怎样保存用户password的：

• 我们先来看下QQ是怎么保存password的：

參考：http://bbs.pediy.com/archive/index.php?t-159045.html，

桌面QQ在2012的时候把passwordmd5计算之后，保存到本地加密的Sqlite数据库里。

• 再来看下手机淘宝是怎么做的：

參考：http://blog.csdn.net/androidsecurity/article/details/8666954

手机淘宝是通过本地DES加密，再把password保存到本地文件中的，假设拿到ROOT权限，能破解出password明文。

• 再来看下微软是怎么保存用户password的：

參考：http://www.freebuf.com/tools/37162.html 

我实际測试了下。能够轻松得到全部帐号的password明文。

• 再来看下Linux是怎么保存用户password的：

參考：http://blog.csdn.net/lqhbupt/article/details/7787802

linux是通过加盐(salt)，再hash后，保存到/etc/shadow文件中的。

貌似曾经的发行版是md5 hash，现在的发行版都是SHA-512 hash。

linux用户password的hash算法： http://serverfault.com/questions/439650/how-are-the-hashes-in-etc-shadow-generated

实际上是调用了glic里的crypt函数，能够在man手冊里查看相关的信息。

能够用以下的命令来生成：
mkpasswd --method=SHA-512 --salt=xxxx

当中salt參数，能够自己设置，最好是随机生成的。
能够用 mkpasswd --method=help 来查看支持的算法。

用户password该怎样保存，还有能做到哪种程度？

看完上面一些软件的做法之后，我们来探讨下，用户password该怎样保存。还有能做到哪种程度？

• 假定本地存储的hash串/加密串，和加密算法，攻击者都能够得到，或者逆向分析到。

实际上也是如此，通过上面QQ和淘宝的样例，允分说明了加密串是能够得到的。Linux更是一切都是公开的，仅仅要有权限就能够读取到。包含salt值，shah算法，(salt+password) hash之后的结果。

• 防止攻击者得到用户password的明文。

  这个实际上是从用户的角度出发。即使数据泄露了。影响降到最低。

• 防止攻击者拿到hash串或者加密串之后。一直都能够登陆。

  这点对于移动设置是非常重要的。比现在天用户连到了一个恶意的wifi，假设攻击者截获到请求，要防止攻击者潜伏几天，或者几个月之后的攻击。

  必需要让请求的凭据在一天或者几天内失效。

加盐(salt)

假如不加盐，那么攻击者能够依据相同的hash值得到非常多信息。

比方站点1的数据库泄露了，攻击者发现用户A和用户B的hash值是一样的，然后攻击者通过其他途径拿到了用户A的password。那么攻击者就能够知道用户B的password了。

或者攻击者通过彩虹表。暴力破解等方式能够直接知道用户的原来password。

所以。每一个用户的salt值都要是不一样的，这点參考linux的/etc/shadow文件就知道了。

client本地存储password的算法

应该用哪种算法来存储？

从上面的资料来看。手机淘宝是本地DES对称加密，显然非常easy就能够破解到用户的真实password。

QQ也是对称加密的数据库里，存储了用户password的md5值。

显然对称加密算法都是能够逆向得到原来的数据的。那么我们尝试用非对称加密算法，比方RSA来传输用户的password。

那么用户登陆的流程就变为：

1. client用公钥加密用户password。保存到本地；
2. 用户要登陆时，发送加密串到server；
3. server用私钥解密，得到用户的password。再验证。

有的人会说。假设server的私钥泄露怎么办？

server端换个新的密钥，强制client下载新的公钥或者升级。

能够考虑有一个专门的硬件来解密，这个硬件仅仅负责计算。私钥是一次性写入不可读取和改动的。搜索 rsa hardware，貌似的确有这种硬件。

当然。即使真的私钥泄露，世界一样运转。像OpenSSL的心血漏洞就可能泄露server私钥。但大家日子一样过。

非对称加密算法的优点：

• 即使数据被盗。攻击者拿不到password的明文
• 假设发现有部分用户的数据被盗了（公钥加密后的数据），能够通过升级server和client的版本号。让用户又一次输入password。用户还是原来的password。可是攻击者却登陆不了了。
• 对于安全要求严格的应用，还能够定期更新私钥，来保证用户的数据安全。

怎样防止本地加密串泄露之后，攻击者可能潜伏非常久？

这点实际上是怎样让client保存的加密串及时的失效。

比方：

1. 强制要求client保存的加密串一周失效；
2. 用户手机中病毒了，攻击者窃取到了加密串。可是清除病毒之后。用户没有够时的改动password。

   攻击者是否会潜伏非常久？

3. 发现某木马大规模窃取到了大量的用户本地加密串，能否够强制用户的本地加密串失效，client不用升级，用户不用改动password，也不会泄露信息？

以下提出一种 salt + 非对称加密算法的方案来解决问题：

1. 用户填写password。client随机生成一个salt值（注意这个salt仅仅是防止中间人拦截到原始的password的加密串）。用公钥把 (salt + password)加密，设置首次登陆的參数。发送到server。
2. server检查參数，发现是首次登陆，则server用私钥解密，得到password（抛弃salt值），验证，假设通过。则随机生成一个salt值，并把salt值保存起来（保存到缓存里。设置7天过期）。然后用公钥把(salt + username)加密，返回给client。

3. client保存server返回的加密串。完毕登陆。
4. client下次自己主动登陆时。把上次保存的加密串直接发给server。并设置二次登陆的參数。

5. server检查參数。发现是二次登陆。用私钥解密。得到salt + username。然后检查salt值是否过期了（到缓存中查找，假设没有。即过期）。假设过期，则通知client。让用户又一次输入password。假设没有过期，再验证password是否正确。假设正确。则通知client登陆成功。

6. 假设发现某帐户异常，能够直接清除缓存中相应用户的salt值。这样用户再登陆就会失败。

   同理，假设某木马大规模窃取到了大量的用户本地加密串，那么能够把缓存中全部用户的salt都清除，那么全部用户都要又一次登陆。注意用户的password不用改动。

7. 第2步中server生成的salt值，能够带上用户的mac值，os版本号等，这样能够增强检验。

注意，为了简化描写叙述，上面提到的用户的password，能够是先用某个hash算法hash一次。

详细的登陆流程：

浏览器登陆的流程：

浏览器的登陆过程比較简单，仅仅要用RSA公钥加密password就能够了。

防止中间人截取到明文的password。 

 

App登陆保存数据流程

App由于要实现自己主动登陆功能。所以必定要保存一些凭据。所以比較复杂。

 

App登陆要实现的功能： 

• password不会明文存储，而且不能反编绎解密； 
• 在server端能够控制App端的登陆有效性，防止攻击者拿到数据之后，能够长久地登陆。 
• 用户假设password没有泄露，不用改动password就能够保证安全性； 
• 能够区分不同类型的client安全性；比方Android用户受到攻击。仅仅会让Android用户的登陆失效。IOS用户不受影响。

   

App第一次登陆流程：

• 用户输入password，App把这些信息用RSA公钥加密：(username,password,时间,mac,随机数)，并发送到server。 
• server用RSA私钥解密。推断时间（能够动态调整1天到7天）。假设不在时间范围之内，则登陆失败。假设在时间范围之内，再调用coreservice推断username和password。

   

这里推断时间，主要是防止攻击者截取到加密串后。能够长久地利用这个加密串来登陆。 

• 假设server推断用户成功登陆。则用AES加密：(随机salt,username,client类型,时间)。以（username+Android/IOS/WP）为key，存到缓存里。

  再把加密结果返回给client。 

• client保存server返回的加密串 

App自己主动登陆的流程：

• App发送保存的加密串到server，（加密串，username。mac，随机数）==>RSA公钥加密 
• server用RSA私钥解密。再用AES解密加密串。推断username是否一致。假设一致。再以（username+Android/IOS/WP）为key到缓存里查询。假设推断缓存中的salt值和client发送过来的一致，则用户登陆成功。否则登陆失败。 

不用AES加密，用RSA公钥加密也是能够的。AES速度比RSA要快。RSA仅仅能存储有限的数据。

其他的一些东东：

多次md5或者md5 + sha1是没什么效果的。

RSA算法最好选择2048位的。

搜索" rsa 1024 crack"有非常多相关的结果，google已经将其SSL用的RSA算法升级为2048位的。

怎样防止登陆过程的中间人攻击。能够參考，魔兽世界的叫SPR6的登陆算法。

总结：

对于网页登陆，能够考虑支持多种方式：

• 不支持JS的。用原始password登陆。

• 支持JS的，能够考虑传递hash算法加密字符串。

  严格要求的应用，最好用JS实现RSA加密。在github上找到的一个JS RSA库：https://github.com/travist/jsencrypt

• client应用，一律应当用RSA算法，并加盐来保存用户password。单纯的hash或者对称加密算法都不靠谱。

server用salt（存数据库的） + hash算法来保存用户的password。

用salt（存缓存的，注意和上一行的salt是不同的）+ RSA算法来加密用户登陆的凭证。

这样server能够灵活控制风险，控制用户登陆凭据的有效期，即使用户数据泄露。也不需要改动password。