登录接口存在的安全风险

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       这篇文章主要是和大家聊一聊,在设计一个登录接口时,不仅仅是功能上的实现,在安全方面,我们还需要考虑哪些地方。
& b0 E9 y* l1 S# D5 S4 J  N) I4 T一、暴力破解
: q+ R/ Y8 b) f" N        只要网站是暴露在公网的，那么很大概率上会被人盯上，尝试爆破这种简单且有效的方式：通过各种方式获得了网站的用户名之后，通过编写程序来遍历所有可能的密码，直至找到正确的密码为止。
伪代码如下：
2 \3 \! R6 k& T; g

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# 密码字典  
password_dict = []  
# 登录接口  
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)  

      那么这种情况，我们要怎么防范呢？
验证码
0 a2 R1 L) e( v; }: z

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fail_count = get_from_redis(fail_username)  
if fail_count >= 3:  
 if captcha is None:  
  return error( 需要验证码 )  
    check_captcha(captcha)  
success = do_login(username, password)  
if not success:  
 set_redis(fail_username, fail_count + 1)

      有聪明的同学就想到了，我可以在它密码错误达到一定次数时，增加验证码校验！比如我们设置，当用户密码错误达到3次之后，则需要用户输入图片验证码才可以继续登录操作：
* @7 G( `& N, N6 y% d+ E       伪代码未考虑并发，实际开发可以考虑加锁。这样确实可以过滤掉一些非法的攻击，但是以目前的OCR技术来说的话，普通的图片验证码真的很难做到有效的防止机器人（我们就在这个上面吃过大亏）。
       当然，我们也可以花钱购买类似于三方公司提供的滑动验证等验证方案，但是也并不是100%的安全，一样可以被破解（惨痛教训）。
登录限制
3 I) ]8 s7 m% a0 e* D& @' K& [3 N       那这时候又有同学说了，那我可以直接限制非正常用户的登录操作，当它密码错误达到一定次数时，直接拒绝用户的登录，隔一段时间再恢复。比如我们设置某个账号在登录时错误次数达到10次时，则5分钟内拒绝该账号的所有登录操作。
) _  Y/ @; H3 f+ W7 P# p% @

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fail_count = get_from_redis(fail_username)  
locked = get_from_redis(lock_username)  
  
if locked:  
 return error( 拒绝登录 )  
if fail_count >= 3:  
 if captcha is None:  
  return error( 需要验证码 )  
    check_captcha(captcha)   
success = do_login(username, password)  
if not success:  
 set_redis(fail_username, fail_count + 1)  
    if fail_count + 1 >= 10:  
     # 失败超过10次，设置锁定标记  
     set_redis(lock_username, true, 300s)  

      这样确实可以解决用户密码被爆破的问题。但是，这样会带来另一个风险：攻击者虽然不能获取到网站的用户信息，但是它可以让我们网站所有的用户都无法登录！
, k  i1 U3 O8 E3 Y4 }; T       攻击者只需要无限循环遍历所有的用户名（即使没有，随机也行）进行登录，那么这些用户会永远处于锁定状态，导致正常的用户无法登录网站！
IP限制
$ L- }5 E' ?' W. f       那既然直接针对用户名不行的话，我们可以针对IP来处理，直接把攻击者的IP封了不就万事大吉了嘛。我们可以设定某个IP下调用登录接口错误次数达到一定时，则禁止该IP进行登录操作。

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ip = request[ IP ]  
fail_count = get_from_redis(fail_ip)  
if fail_count > 10:  
 return error( 拒绝登录 )  
# 其它逻辑  
# do something()  
success = do_login(username, password)  
if not success:  
 set_redis(fail_ip, true, 300s) 

      这样也可以一定程度上解决问题，事实上有很多的限流操作都是针对IP进行的，比如niginx的限流模块就可以限制一个IP在单位时间内的访问次数。
       但是这里还是存在问题：

• 比如现在很多学校、公司都是使用同一个出口IP，如果直接按IP限制，可能会误杀其它正常的用户
• 现在这么多VPN，攻击者完全可以在IP被封后切换VPN来攻击
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手机验证
( ~$ G! Z4 F' _' @       那难道就没有一个比较好的方式来防范吗？　当然有。　我们可以看到近些年来，几乎所有的应用都会让用户绑定手机，一个是国家的实名制政策要求，第二个是手机基本上和身份证一样，基本上可以代表一个人的身份标识了。所以很多安全操作都是基于手机验证来进行的，登录也可以。
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• 当用户输入密码次数大于3次时，要求用户输入验证码（最好使用滑动验证）
• 当用户输入密码次数大于10次时，弹出手机验证，需要用户使用手机验证码和密码双重认证进行登录
  ) B0 x( {4 A# U7 G5 \

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fail_count = get_from_redis(fail_username)  
  
if fail_count > 3:  
 if captcha is None:  
  return error( 需要验证码 )  
    check_captcha(captcha)   
      
if fail_count > 10:  
 # 大于10次，使用验证码和密码登录  
 if dynamic_code is None:  
     return error( 请输入手机验证码 )  
    if not validate_dynamic_code(username, dynamic_code):  
     delete_dynamic_code(username)  
     return error( 手机验证码错误 )  
  
 success = do_login(username, password, dynamic_code)  
      
 if not success:  
     set_redis(fail_username, fail_count + 1) 

      我们结合了上面说的几种方式的同时，加上了手机验证码的验证模式，基本上可以阻止相当多的一部分恶意攻击者。但是没有系统是绝对安全的，我们只能够尽可能的增加攻击者的攻击成本。大家可以根据自己网站的实际情况来选择合适的策略。
6 N$ B* h+ c' ?5 D" V二、中间人攻击
什么是中间人攻击
+ \/ ]0 h8 B2 l) V' ~' o       中间人攻击(man-in-the-middle attack, abbreviated to MITM)，简单一点来说就是，A和B在通讯过程中，攻击者通过嗅探、拦截等方式获取或修改A和B的通讯内容。
) G; u* e2 B- c! `' x' l       举个栗子：小白给小黄发快递，途中要经过快递点A，小黑就躲在快递点A，或者干脆自己开一个快递点B来冒充快递点A。然后偷偷的拆了小白给小黄的快递，看看里面有啥东西。甚至可以把小白的快递给留下来，自己再打包一个一毛一样的箱子发给小黄。
# m* N& X# p9 O9 J& |) T8 M       那在登录过程中，如果攻击者在嗅探到了从客户端发往服务端的登录请求，就可以很轻易的获取到用户的用户名和密码。
& Y2 @8 H( [) bHTTPS
       防范中间人攻击最简单也是最有效的一个操作，更换HTTPS，把网站中所有的HTTP请求修改为强制使用HTTPS。
为什么HTTPS可以防范中间人攻击？
       HTTPS实际上就是在HTTP和TCP协议中间加入了SSL/TLS协议，用于保障数据的安全传输。相比于HTTP，HTTPS主要有以下几个特点：
4 L, ~! y% U. w1 T

• 内容加密
• 数据完整性
  

身份验证
( X6 ?0 X  n. O* C2 Y; h7 z       具体的HTTPS原理这里就不再扩展了，大家可以自行Google
加密传输
: p8 Z7 e/ x* K3 }. P4 |. w/ S       在HTTPS之外，我们还可以手动对敏感数据进行加密传输：
  ~& v# ?; S2 H9 \8 h. H" w

• 用户名可以在客户端使用非对称加密，在服务端解密
• 密码可以在客户端进行MD5之后传输，防止暴露密码明文
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三、其它
       除了上面我们聊的这些以外，其实还有很多其它的工作可以考虑，比如：
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• 操作日志，用户的每次登录和敏感操作都需要记录日志（包括IP、设备等）
• 异常操作或登录提醒，有了上面的操作日志，那我们就可以基于日志做风险提醒，比如用户在进行非常登录地登录、修改密码、登录异常时，可以短信提醒用户
• 拒绝弱密码 注册或修改密码时，不允许用户设置弱密码
• 防止用户名被遍历 有些网站在注册时，在输入完用户名之后，会提示用户名是否存在。这样会存在网站的所有用户名被泄露的风险（遍历该接口即可），需要在交互或逻辑上做限制