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「前言」

大家學(xué)寫程序時，第一行代碼都是hello world。但是當(dāng)你開始學(xué)習(xí)WEB后臺技術(shù)時，很多人的第一個功能就是寫的登錄（小聲：別人我不知道，反正我是）。但是我在和很多工作經(jīng)驗(yàn)較短的同學(xué)面試或溝通的時候，發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)雖然都有在簡歷上寫：負(fù)責(zé)項(xiàng)目的登錄/注冊功能模塊的開發(fā)和設(shè)計工作，但是都只是簡單的實(shí)現(xiàn)了功能邏輯，在安全方面并沒有考慮太多。這篇文章主要是和大家聊一聊，在設(shè)計一個登錄接口時，不僅僅是功能上的實(shí)現(xiàn)，在安全方面，我們還需要考慮哪些地方。

安全風(fēng)險

暴力破解！

只要網(wǎng)站是暴露在公網(wǎng)的，那么很大概率上會被人盯上，嘗試爆破這種簡單且有效的方式：「通過各種方式獲得了網(wǎng)站的用戶名之后，通過編寫程序來遍歷所有可能的密碼，直至找到正確的密碼為止」

偽代碼如下：

# 密碼字典
password_dict = []
# 登錄接口
login_url = ''
def attack(username):
 for password in password_dict:
     data = {'username': username, 'password': password}
       content = requests.post(login_url, data).content.decode('utf-8')
       if 'login success' in content:
           print('got it! password is : %s' % password)

那么這種情況，我們要怎么防范呢？

驗(yàn)證碼

有聰明的同學(xué)就想到了，我可以在它密碼錯誤達(dá)到一定次數(shù)時，增加驗(yàn)證碼校驗(yàn)！比如我們設(shè)置，當(dāng)用戶密碼錯誤達(dá)到3次之后，則需要用戶輸入圖片驗(yàn)證碼才可以繼續(xù)登錄操作：

偽代碼如下：

fail_count = get_from_redis(fail_username)
if fail_count >= 3:
 if captcha is None:
  return error('需要驗(yàn)證碼')
    check_captcha(captcha)
success = do_login(username, password)
if not success:
 set_redis(fail_username, fail_count + 1)

偽代碼未考慮并發(fā)，實(shí)際開發(fā)可以考慮加鎖。

這樣確實(shí)可以過濾掉一些非法的攻擊，但是以目前的OCR技術(shù)來說的話，普通的圖片驗(yàn)證碼真的很難做到有效的防止機(jī)器人（我們就在這個上面吃過大虧）。當(dāng)然，我們也可以花錢購買類似于三方公司提供的滑動驗(yàn)證等驗(yàn)證方案，但是也并不是100%的安全，一樣可以被破解（慘痛教訓(xùn)）。

登錄限制

那這時候又有同學(xué)說了，那我可以直接限制非正常用戶的登錄操作，當(dāng)它密碼錯誤達(dá)到一定次數(shù)時，直接拒絕用戶的登錄，隔一段時間再恢復(fù)。比如我們設(shè)置某個賬號在登錄時錯誤次數(shù)達(dá)到10次時，則5分鐘內(nèi)拒絕該賬號的所有登錄操作。

偽代碼如下：

fail_count = get_from_redis(fail_username)
locked = get_from_redis(lock_username)

if locked:
 return error('拒絕登錄')
if fail_count >= 3:
 if captcha is None:
  return error('需要驗(yàn)證碼')
    check_captcha(captcha)
success = do_login(username, password)
if not success:
 set_redis(fail_username, fail_count + 1)
    if fail_count + 1 >= 10:
     # 失敗超過10次，設(shè)置鎖定標(biāo)記
     set_redis(lock_username, true, 300s)

umm，這樣確實(shí)可以解決用戶密碼被爆破的問題。但是，這樣會帶來另一個風(fēng)險：攻擊者雖然不能獲取到網(wǎng)站的用戶信息，但是它可以讓我們網(wǎng)站所有的用戶都無法登錄！攻擊者只需要無限循環(huán)遍歷所有的用戶名（即使沒有，隨機(jī)也行）進(jìn)行登錄，那么這些用戶會永遠(yuǎn)處于鎖定狀態(tài)，導(dǎo)致正常的用戶無法登錄網(wǎng)站！

IP限制

那既然直接針對用戶名不行的話，我們可以針對IP來處理，直接把攻擊者的IP封了不就萬事大吉了嘛。我們可以設(shè)定某個IP下調(diào)用登錄接口錯誤次數(shù)達(dá)到一定時，則禁止該IP進(jìn)行登錄操作。

偽代碼如下：

ip = request['IP']
fail_count = get_from_redis(fail_ip)
if fail_count > 10:
 return error('拒絕登錄')
# 其它邏輯
# do something()
success = do_login(username, password)
if not success:
 set_redis(fail_ip, true, 300s)

這樣也可以一定程度上解決問題，事實(shí)上有很多的限流操作都是針對IP進(jìn)行的，比如niginx的限流模塊就可以限制一個IP在單位時間內(nèi)的訪問次數(shù)。但是這里還是存在問題：

• 比如現(xiàn)在很多學(xué)校、公司都是使用同一個出口IP，如果直接按IP限制，可能會誤殺其它正常的用戶
• 現(xiàn)在這么多VPN，攻擊者完全可以在IP被封后切換VPN來攻擊

手機(jī)驗(yàn)證

那難道就沒有一個比較好的方式來防范嗎？　當(dāng)然有?！∥覀兛梢钥吹浇┠陙?，幾乎所有的應(yīng)用都會讓用戶綁定手機(jī)，一個是國家的實(shí)名制政策要求，第二個是手機(jī)基本上和身份證一樣，基本上可以代表一個人的身份標(biāo)識了。所以很多安全操作都是基于手機(jī)驗(yàn)證來進(jìn)行的，登錄也可以。

1. 當(dāng)用戶輸入密碼次數(shù)大于3次時，要求用戶輸入驗(yàn)證碼（ 最好使用滑動驗(yàn)證）
2. 當(dāng)用戶輸入密碼次數(shù)大于10次時，彈出手機(jī)驗(yàn)證，需要用戶使用手機(jī)驗(yàn)證碼和密碼雙重認(rèn)證進(jìn)行登錄

手機(jī)驗(yàn)證碼防刷就是另一個問題了，這里不展開，以后再有時間再聊聊我們在驗(yàn)證碼防刷方面做了哪些工作。

偽代碼如下：

fail_count = get_from_redis(fail_username)

if fail_count > 3:
 if captcha is None:
  return error('需要驗(yàn)證碼')
    check_captcha(captcha)

if fail_count > 10:
 # 大于10次，使用驗(yàn)證碼和密碼登錄
 if dynamic_code is None:
     return error('請輸入手機(jī)驗(yàn)證碼')
    if not validate_dynamic_code(username, dynamic_code):
     delete_dynamic_code(username)
     return error('手機(jī)驗(yàn)證碼錯誤')

 success = do_login(username, password, dynamic_code)

 if not success:
     set_redis(fail_username, fail_count + 1)

我們結(jié)合了上面說的幾種方式的同時，加上了手機(jī)驗(yàn)證碼的驗(yàn)證模式，基本上可以阻止相當(dāng)多的一部分惡意攻擊者。但是沒有系統(tǒng)是絕對安全的，我們只能夠盡可能的增加攻擊者的攻擊成本。大家可以根據(jù)自己網(wǎng)站的實(shí)際情況來選擇合適的策略。

中間人攻擊？

什么是中間人攻擊

「中間人攻擊(man-in-the-middle attack, abbreviated to MITM)」 ，簡單一點(diǎn)來說就是，A和B在通訊過程中，攻擊者通過嗅探、攔截等方式獲取或修改A和B的通訊內(nèi)容。

舉個栗子：小白給小黃發(fā)快遞，途中要經(jīng)過快遞點(diǎn)A，小黑就躲在快遞點(diǎn)A，或者干脆自己開一個快遞點(diǎn)B來冒充快遞點(diǎn)A。然后偷偷的拆了小白給小黃的快遞，看看里面有啥東西。甚至可以把小白的快遞給留下來，自己再打包一個一毛一樣的箱子發(fā)給小黃。

那在登錄過程中，如果攻擊者在嗅探到了從客戶端發(fā)往服務(wù)端的登錄請求，就可以很輕易的獲取到用戶的用戶名和密碼。

HTTPS

防范中間人攻擊最簡單也是最有效的一個操作，更換HTTPS，把網(wǎng)站中所有的HTTP請求修改為強(qiáng)制使用HTTPS。

為什么HTTPS可以防范中間人攻擊？HTTPS實(shí)際上就是在HTTP和TCP協(xié)議中間加入了SSL/TLS協(xié)議，用于保障數(shù)據(jù)的安全傳輸。相比于HTTP，HTTPS主要有以下幾個特點(diǎn)：

• 內(nèi)容加密
• 數(shù)據(jù)完整性
• 身份驗(yàn)證

具體的HTTPS原理這里就不再擴(kuò)展了，大家可以自行Google

加密傳輸

在HTTPS之外，我們還可以手動對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸：

• 用戶名可以在客戶端使用非對稱加密，在服務(wù)端解密
• 密碼可以在客戶端進(jìn)行MD5之后傳輸，防止暴露密碼明文

其它

除了上面我們聊的這些以外，其實(shí)還有很多其它的工作可以考慮，比如：

• 「操作日志」 ，用戶的每次登錄和敏感操作都需要記錄日志（包括IP、設(shè)備等）
• 「異常操作或登錄提醒」 ，有了上面的操作日志，那我們就可以基于日志做風(fēng)險提醒，比如用戶在進(jìn)行非常登錄地登錄、修改密碼、登錄異常時，可以短信提醒用戶
• 「拒絕弱密碼」 注冊或修改密碼時，不允許用戶設(shè)置弱密碼
• 「防止用戶名被遍歷」 有些網(wǎng)站在注冊時，在輸入完用戶名之后，會提示用戶名是否存在。這樣會存在網(wǎng)站的所有用戶名被泄露的風(fēng)險（ 遍歷該接口即可），需要在交互或邏輯上做限制
• ...

后記

現(xiàn)在國家不斷的出臺各種法律，對用戶的數(shù)據(jù)越來越看重。作為開發(fā)者，我們也需要在保護(hù)用戶數(shù)據(jù)和用戶隱私方面做更多的工作。后面我也會和大家聊一聊，我們在數(shù)據(jù)安全方面，做了哪些工作，希望可以給到大家一點(diǎn)點(diǎn)幫助。

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