設(shè)計一個登錄接口我們要考慮哪些地方？

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，增加驗證碼校驗！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)，實際開發(fā)可以考慮加鎖。

這樣確實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證等驗證方案，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)驗證

那難道就沒有一個比較好的方式來防范嗎？當(dāng)然有。我們可以看到近些年來，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)驗證來進(jìn)行的，登錄也可以。

當(dāng)用戶輸入密碼次數(shù)大于3次時，要求用戶輸入驗證碼（最好使用滑動驗證）

當(dāng)用戶輸入密碼次數(shù)大于10次時，彈出手機(jī)驗證，需要用戶使用手機(jī)驗證碼和密碼雙重認(rèn)證進(jìn)行登錄

手機(jī)驗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（‘需要驗證碼’）

check_captcha（captcha）

if fail_count 》 10：

# 大于10次，使用驗證碼和密碼登錄

if dynamic_code is None：

return error（‘請輸入手機(jī)驗證碼’）

if not validate_dynamic_code（username， dynamic_code）：

delete_dynamic_code（username）

return error（‘手機(jī)驗證碼錯誤’）

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)驗證碼的驗證模式，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A，小黑就躲在快遞點A，或者干脆自己開一個快遞點B來冒充快遞點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：

內(nèi)容加密

數(shù)據(jù)完整性

身份驗證

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點幫助。

原文標(biāo)題：8年開發(fā)，連登錄接口都寫這么爛...

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