REST Web服务身份验证令牌实现

Question

我正在使用C#实现REST Web服务,该服务将作为云服务托管在Azure上.由于它是REST服务,因此它是无状态的,因此没有cookie或会话状态.

只能通过HTTPS(StartSSL.com提供的证书)访问Web服务.

用户成功登录服务后,将获得安全令牌.此令牌将在将来的通信中提供身份验证.

令牌将包含客户端的时间戳,用户ID和IP地址.

所有通信都只通过HTTPS进行,因此我不担心在重放攻击中被拦截和使用的令牌; 无论如何,令牌将有一个到期日.

由于这是面向公众的服务,我担心有人可以注册服务,登录然后修改他们收到的令牌以访问其他用户的帐户.

我想知道如何最好地保护令牌的内容并验证它没有被篡改.

我计划执行以下操作来保护令牌:

客户端成功登录服务,服务执行:

1. 生成随机值并使用SHA256哈希值1000次.
2. 从私钥+散列随机值生成一次性会话密钥.
3. 使用SHA256对会话密钥进行1000次散列,然后使用它来加密令牌
4. 使用私钥使用RSA对加密令牌进行签名.
5. 将加密的令牌+签名+散列随机值发送到未加密的JSON包中的客户端.

当客户端调用服务时,它会将未加密的JSON包中的加​​密令牌和签名发送到服务.服务会

1. 从私钥+散列随机值重新创建会话密钥
2. 使用私钥验证签名
3. 使用散列会话密钥解密令牌
4. 检查令牌是否已过期
5. 继续请求的操作......

我对加密一无所知,所以我有一些问题:

1. 这是足够的还是过度杀伤？
2. 我读到这是为了检测篡改我应该包含带有令牌的HMAC.由于我使用私钥签名,我还需要HMAC吗？
3. 我应该使用Rijndael而不是RSA吗？
4. 如果Rijndael是首选,那么生成的IV是否需要解密？即我可以扔掉它还是我需要发送加密令牌？例如,加密令牌+ HMAC + IV +散列随机值.

由于所有通信都通过HTTPS进行,因此未加密的JSON包在到达客户端之前并不真正未加密.

此外,我可能希望稍后在PHP中重新实现该服务,所以这一切都需要在PHP中可行.

谢谢你的帮助

Answer 1

你真的过度思考了这个令牌.说实话,最好的令牌安全依赖于随机性,或者更准确地说是不可预测性.最好的代币是完全随机的.你是对的,一个问题是用户将修改他/她的令牌并使用它来访问其他人的帐户.这是一种常见的攻击,称为"会话窃取".当令牌在服务器端随机生成并过期时,这种攻击几乎是不可能的.使用用户的信息(如IP和/或时间戳)是不好的做法,因为它可以提高可预测性.我在大学里做了一次攻击,成功猜出了基于服务器时间戳的活动令牌,以微秒为单位.该应用程序的作者认为微秒会变得足够快,以至于它们是不可预测的,但事实并非如此.

您应该知道,当用户位于代理服务器后面时,代理有时会以纯文本形式查看其SSL请求(出于安全考虑,许多代理将执行深度数据包检查).因此,您可以使会话到期.如果你不这样做,你的用户就会受到这种攻击,以及可能的XSS和CSRF攻击.

如果密钥长度合理,RSA或Rijndael应足够充足.此外,您应该使用带有令牌的HMAC来防止篡改,即使您正在签名也是如此.从理论上讲,这将是多余的,因为您使用私钥进行签名.但是,HMAC经过了很好的测试,您对签名机制的实施可能存在缺陷.因此,最好使用HMAC.你会惊讶地发现有多少"自己动手"的安全实现存在导致他们妥协的缺陷.

你在安全方面听起来很精明.保持良好的工作!在这个世界上我们需要更多有安全意识的开发者.

编辑:

只要服务器具有强对称密钥(如AES,Blowfish等)并且令牌包含防篡改哈希,就可以在令牌中包含时间戳/用户ID 与HMAC一样,它使用密钥和用户ID /时间戳加密.散列保证完整性,加密保证机密性.

如果您没有在加密中包含HMAC(或其他哈希),则用户可以篡改加密令牌并将其解密为有效内容.我对服务器进行了攻击,其中用户ID和时间戳被加密并用作没有哈希的令牌.通过更改字符串中的一个随机字符,我能够将用户ID从58762更改为58531.虽然我无法选择"新"用户ID,但我能够访问其他人的帐户(这是在学术界,作为课程的一部分).

另一种方法是使用完全随机的令牌值,并将其在服务器端映射到存储的用户ID /时间戳(它保留在服务器端,因此位于客户端控件之外).这需要更多的内存和处理能力,但更安全.这是您必须根据具体情况做出的决定.

至于从IV和其他键重用/导出密钥,这通常是可以的,只要密钥仅在短时间内有效.在数学上,不太可能有人打破它们.但是有可能.如果你想走偏执路线(我通常这样做),随机生成所有新密钥.