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互联网服务器的实现过程需要考虑哪些安全问题 & 加解密及哈希知识点

2024-09-02 02:43:45   220人阅读

http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/6341265.html 其中的一篇。

参考

https://zhuanlan.zhihu.com/p/20336461?refer=auxten

 

网络编程（四）：互联网中TCP Socket服务器的实现过程需要考虑哪些安全问题？

在Internet环境下，安全问题我主要分为如下几类：

  1. 信息传输过程中被黑客窃取
  2. 服务器自身的安全
  3. 服务端数据的安全

 

首先，如果能用https，就尽量用https，能用nginx等常见服务器，就用常见服务器，主要能避免以下问题：

  • 自己实现的协议&Server端可能会有各种Bug，被缓冲区溢出攻击等
  • SSL加密体系在防监听方面已经足够成熟，值得信赖

 

如果需要自己实现Server端，实现一套合格的SSL还是很考验功底的：

  • 首先要弄明白SSL加密体系密钥交换的原理
  • 对各种对称、非对称加密算法要有深刻的理解
  • 用非对称加密算法怎么实现一套密钥交换体系
  • 如何处理ca证书，在自签名情况下怎么避免中间人攻击

工程实现过程中，要考虑：

  • 各种可能的缓冲区溢出攻击
  • SYN flood攻击，慢连接攻击
  • DDoS防起来有难度，但至少能防御DoS攻击

业务逻辑层面，要考虑：

  • 每个接口都要做好用户&权限验证
  • 接口会不会被人乱用，重放攻击
  • 攻击方会不会找到一个比较消耗服务端资源的接口，用很小的代价耗尽服务端资源
  • 用户的用户名密码会不会被通过接口破解，参见：2014 celebrity photo hack
  • 你的服务会不会被黑客利用去攻击别的服务，特别是会根据用户输入抓取什么资源的服务
  • 古老的SQL注入
  • 无耻的仿冒服务，DNS欺诈
  • 涉及HTML的，还要考虑跨站……

即使你做到了天衣无缝，还要考虑队友有时会掉链子：

  • glibc、openssl这些基础的库也会爆出漏洞，参见：Heartbleed
  • 同一台主机上的其它服务被攻陷

写完之后整个人都不好了



关于加密解密算法参见：加解密（Encryption）& 哈希（Hash）算法----入门指引 - 面向工资编程 - 知乎专栏
 

一、Encryption算法和Hash算法的区别

  • 信息论角度：
    • Encryption是可逆的，没有信息熵的改变
    • Hash是不可逆的，Hash一般会导致信息熵减小
  • 应用角度：
    • Encryption常被用来做基于密钥的数据加解密（AES、RSA、ECC）
    • Hash主要被用来做数字签名、数据校验（CRC、SHA、MD5）
  • 小白角度：
    • Encryption就是带密码的保险箱
    • Hash就是榨汁机，有去无回


二、加解密算法分为对称（Symmetric）、非对称（Asymmetry）两大类

  • 对称（Symmetric）加密
    • 　　对称加密的算法非常之多，一般使用中用AES就基本够用了。
非对称（Asymmetry）加密
  • 非对称加密算法，就是加密、解密的密钥分为两组，并且互相不能反推。这种算法在现实中很难有什么事物可以类比。大致就是通过某种算法可以生成一个密钥对k1、k2，用k1加密之后的密文只能用k2解密，反之亦然。
    非对称加密算法从原理上讲常用的有两种：
  • 基于因数分解的算法
    • RSA、DSA是此类算法中的代表，Linux系统的SSH就是基于这两种算法进行文件key auth。前几年一般建议RSA至少要达到1024位密钥才能保证抵御暴力破解，但由于GPU和超级计算机的算力提升，现在密钥长度建议2048位了。
  • 椭圆曲线算法（ECC）
  • 非对称加密算法非常酷，但它有一个致命的缺点：慢。RSA加密的速度大致是AES的1/30左右。所以我们不可能在所有场合都采用这类加密算法。我们的程序猿前辈们就创造了SSL、TLS等加密体系：

 

三、加密体系

TLS的前身是SSL，HTTP + TLS = HTTPS


一旦客户端和服务器都同意使用TLS协议，他们通过使用一个握手过程协商出一个有状态的连接以传输数据[1]。通过握手，客户端和服务器协商各种参数用于建立安全连接：

1. 当客户端连接到支持TLS协议的服务器要求建立安全连接并列出了受支持的密码组合（加密密码算法和加密哈希函数），握手开始。

2. 服务器从该列表中决定加密和散列函数，并通知客户端。

3. 服务器发回其数字证书，此证书通常包含服务器的名称、受信任的证书颁发机构（CA）和服务器的公钥。

4. 客户端确认其颁发的证书的有效性。

5. 为了生成会话密钥用于安全连接，客户端使用服务器的公钥加密随机生成的密钥，并将其发送到服务器，只有服务器才能使用自己的私钥解密。

6. 利用随机数，双方生成用于加密和解密的对称密钥。

7. 这就是 TLS 协议的握手，握手完毕后的连接是安全的，直到连接（被）关闭。如果上述任何一个步骤失败，TLS 握手过程就会失败，并且断开所有的连接。

 

五、盐的重要性

之前在这篇文章中提到过，如果单纯的把文件按块去加密，即使采用最强壮的算法也会存在一个很明显的漏洞，这里不再赘述，参见：用已知加密算法AES加密文本123，得到密文xxx，问能否根据密文、加密算法、原文本123直接推导出密钥是什么？ - auxten 的回答



关于哈希函数的选用：

工作中发现，很多人对哈希函数的了解仅限于MD5。例如，在做数据库的分库分表的时候，可能需要对hostname做一次哈希再去取模，这里采用MD5就显得过于浪费CPU。要知道MD5平均会将每个Byte进行6.8次运算代入。

如果只是需要利用哈希的离散型，完全可以采用更轻的哈希算法



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