Web應(yīng)用中保證密碼傳輸安全

發(fā)布時間：2020-07-10 21:25:43 來源：網(wǎng)絡(luò) 閱讀：6444 作者：邊城__ 欄目：web開發(fā)

　　去年寫過一篇博文《Web應(yīng)用的安全的登錄認(rèn)證》，使用HMAC的加密算法保證了在登錄時的密碼安全。雖然沒看到有人質(zhì)疑，但這里至少會引出一個問題：登錄過程不需要將密碼原文提交到服務(wù)器，但注冊和修改密碼這兩個需要將密碼原文提交到服務(wù)器的過程怎么辦？

　　解決這一問題最佳方案當(dāng)然是使用非對稱加密。簡單的說，非對稱加密算法需要兩個密鑰，分別稱為公鑰和私鑰，其中公鑰會被公布出來，而私鑰由個了保管（就像保管自己的密碼一樣）。使用公鑰加密的數(shù)據(jù)是不能用公鑰解密的，只能由私鑰來解密。如果將私鑰保存在服務(wù)器，把公鑰發(fā)送給瀏覽器對密碼原文進(jìn)行加密，那么加密后的數(shù)據(jù)在傳輸過程中是安全的，因為私鑰始終不會出現(xiàn)在傳輸過程，這個加密數(shù)據(jù)就不能輕松的解開。關(guān)于非對稱加密的知識，學(xué)霸們請去各種百科上搜索，這里就不多說了。

　　目前最常用的非對稱加密算法是RSA算法，在服務(wù)器端.NET、Java都支持，PHP也有組件支持。在瀏覽器端，也有JavaScript的RSA算法包——用Google搜索“javascript rsa”第一個結(jié)果就是“RSA In JavaScript - ohdave.com”，該網(wǎng)站提供了三個JS文件，BitInt.js、Barrett.js和RSA.js，這三個JS文件要在見面中按順序引用。

　　下面就以C#和JavaScript為例說明一下加密傳輸密碼和后臺解密的過程。

　　當(dāng)然第一步是要產(chǎn)生公鑰和私鑰，自己用C#寫個小小的控制臺程序或者Windows程序就能解決這個問題，順便熟悉一下C#的RSA。順便說一下，維基百科提到，要保證安全至少得使用1024位的Key，.NET的RSA支持384到2048位的Key，這里就以1024位為例吧，下面的程序會在執(zhí)行目錄輸出一個key.xml文件，保存了產(chǎn)生的公鑰和私鑰

[STAThread]
static void Main(string[] args)
{
    string keyFileName
        = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory,
            "key.xml";
    const int keySize = 1024;
    // 這個類在System.Security.Cryptography命名空間中
    RSACryptoServiceProvider sp = new RSACryptoServiceProvider(keySize);
    // 參數(shù)true表示XML中包含私鑰。如果給false表示只生成公鑰的XML
    string str = sp.ToXmlString(true);
    using (TextWriter writer = new StreamWriter(keyFileName)) {
        writer.Write(str);
    }
}

　　打開生成的key.xml可以看到，這個Key值包含了如下幾個部分：Modulus、Exponent、P、Q、DP、DQ、InverseQ、D。這幾個部分的值都是以Base64編碼保存的。其中，Modulus和Exponent就是組成公鑰的部分，也就是需要傳遞給瀏覽器，簡稱M和E，用于加密的兩個數(shù)值。

　　生成key.xml之后，有兩種方式使用，一種是在使用時從XML文件導(dǎo)入；另一種方式是把這幾個值提取出來寫在某個類中。導(dǎo)入XML需要先將XML文本讀取到一個string中，再用RSACryptoServiceProvider的實(shí)例方法FromXmlString(string)導(dǎo)入。因為需要向瀏覽器提供M和E，所以還要把這兩個值提取出來

RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
rsa.FromXmlString(xmlString);
RSAParameters rsap = rsa.ExportParameters(false);
//下面就是需要的兩個值
//rsap.Exponent
//rsap.Modulus

　　如果嫌每次載入費(fèi)事，可以這樣（其中所有字符串常量都是從key.xml中拷貝過來的）

private static readonly RSAParameters rsap = new RSAParameters
{
    Modulus = Convert.FromBase64String(@"uQlRZvfH6MMdhNRgiAlKMY88dqsU2suKNIWbHY/FiTsvDgH5DLmNmGMp85qtQwSPhBQ+/E7DQkvk1OxIN7EBL+21NRPJIaDKuJciWC940ZFVU0d5oUujKy5uCrF/rfZce8MXjoiErtc+QRjCKI8wfGdIKuclooEPiJwb1rydMuE="),
    Exponent = Convert.FromBase64String(@"AQAB"),
    P = Convert.FromBase64String(@"wSwI9i+aM6h7hayvFD01iINAeZ9JK5qExBJAWDzjOQwWRE9x1dCX52jb+HrutwblfqQuOk6hazOmGTluxITXQw=="),
    Q = Convert.FromBase64String(@"9TfkbPTexGpQ9ZHNjYnmRJLcG8wG6yzzJ/RrWIjq1IKQYMhYDq08bNbUVuXlntKW9GgmEYnuhP8smrH5y+mRCw=="),
    DP = Convert.FromBase64String(@"s2Xx7LDIxLD0BnEZJ/KwhNdgSZNkoNof8vgASfJCE/jltQsS7T+L053OrDV+/PuqprJTPFNKFgUhfMuZ02iLgQ=="),
    DQ = Convert.FromBase64String(@"5IfLXXO0LI78lm/khlUPAbdwZIN3qzMABat3Y1Jur9BiZ6Au2LbASprH15h4r9WJE4wAdnX6kX4SfrUBHPW20w=="),
    InverseQ = Convert.FromBase64String(@"FhlNb2WkipUaXvuwDxEWPeE754+qM2F5otEUP9clG91yaerdsBpBmU0G6S2AqUNjr/qgfpQyl1EW2dl10rmTpw=="),
    D = Convert.FromBase64String(@"WjhPXv/Qks7T7UiqGppA+UIoToojPH1C0VIVrEfGHp/jVRakKs6sWhF7yoHwGf22xkUi4t26efBMTn84xSLCexjQwj5AQtYk+3Qr2QjRDdn2ooIV1gWKW/C0O0+80Y6PEeszItuBVfjKC6mNEcZ1g44/wOdvIG7Olsl0F7vmQrM=")
};

　　將E和M傳遞給瀏覽器的方式，最直接就是寫在HTML里，我個人比較喜歡把一些小數(shù)據(jù)寫在<HEAD>標(biāo)簽的屬性中，就像這樣：<HEAD M="..." E="...">。C#代碼也很簡單：

Header.Attributes["M"] = rsap.Modulus.HexEncode();
Header.Attributes["E"] = rsap.Exponent.HexEncode();

　　這里用到了一個byte[]的擴(kuò)展方法HexEncode，即將byte[]轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制字符串的方法，它最簡單（但不一定是最快）的實(shí)現(xiàn)方法是

public static string HexEncode(this byte[] me)
{
    return BitConverter.ToString(me).Replace("-", string.Empty);
}

　　現(xiàn)在是瀏覽器端的加密過程，引入需要的JS文件先：

<script type="text/javascript" src="js/BigInt.js"></script>
<script type="text/javascript" src="js/Barrett.js"></script>
<script type="text/javascript" src="js/RSA.js"></script>
<script type="text/javascript" src="js/jquery-2.1.0.js"></script>

　　然后在加密密碼之前當(dāng)然要先得到RSAKeyPair對象，這個對象的構(gòu)造函數(shù)定義在RSA.js中。不過在new RSAKeyPair之前，必須先調(diào)用setMaxDigits()函數(shù)，原因在BigInt.js中有說明，setMaxDigits()的參數(shù)值根據(jù)選用的RSA的Key大小不同，如果計算我不太清楚，不過按ohdave.com的示例（下載頁面的源碼就是示例），1024位的Key，應(yīng)該設(shè)置setMaxDigits(130)；如果是2048位的則應(yīng)該設(shè)置為260。所以產(chǎn)生RSAKeyPair對象的代碼應(yīng)該是這樣：

$(function() {
    var key = (function() {
        var m = $("head").attr("M");
        var e = $("head").attr("E");
        setMaxDigits(130);
        // 第一個參數(shù)是加密因子，第二個參數(shù)是解密因子
        // 因為瀏覽器端不需要解密，所以第二個參數(shù)傳入空字符串
        return new RSAKeyPair(e, "", m);
    })();
})

　　在提交數(shù)據(jù)之前對密碼進(jìn)行加密

var encryptedPass = encryptedString(key, $("#password").val());

　　提交到后臺之后，C#解密的過程

string hex = Request["encrypted_pass"]
byte[] data = hex.HexDecode();
RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
// 前面定義的private static readonly RSAParameter rsap = ...
rsa.ImportParameters(rsap);
byte[] source = rsa.Decrypt(data, false);
string password = Encodnig.ASCII.GetString(source);

　　密碼原文得到，剩下的事情就好說了，當(dāng)然是保存密碼，記得先使用HMAC算法加密哦。后面有示例下載。

附件：http://down.51cto.com/data/2364078

向AI問一下細(xì)節(jié)

Web應(yīng)用中保證密碼傳輸安全

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