HTTP digest
摘要訪問認(rèn)證是一種協(xié)議規(guī)定的Web服務(wù)器用來同網(wǎng)頁瀏覽器進(jìn)行認(rèn)證信息協(xié)商的方法。它在密碼發(fā)出前，先對其應(yīng)用哈希函數(shù)，這相對于HTTP基本認(rèn)證發(fā)送明文而言，更安全。
從技術(shù)上講，摘要認(rèn)證是使用隨機(jī)數(shù)來阻止進(jìn)行密碼分析的MD5加密哈希函數(shù)應(yīng)用。它使用HTTP協(xié)議。
HTTP認(rèn)證方式
- Basic authentication
- Digest authentication
- WSSE(WS-Security) HTTP authentication
- token Authentication
- OAuth1.0 Authentication
- OAuth2.0 Authentication
- Kerberos
- NTLM
- Hawk Authentication
- AWS Signature
- https
今天主要科普的是digest認(rèn)證，其他的認(rèn)證我也不太熟悉．
http基本認(rèn)證和digest認(rèn)證
基本流程都是如下：
a.客戶端發(fā)起GET請求
b.服務(wù)器響應(yīng)401 Unauthorized，WWW-Authenticate指定認(rèn)證算法，realm指定安全域
c.客戶端重新發(fā)起請求，Authorization指定用戶名和密碼信息
d.服務(wù)器認(rèn)證成功，響應(yīng)200，可選Authentication-Info
basic和digest的區(qū)別如下：
- basic
將“用戶名：密碼”打包并采用Base-64編碼。(提示：base64是可以直接解碼的)
缺點(diǎn)：密碼很容易被窺探，可以挾持編碼后的用戶名、密碼信息，然后發(fā)給服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證；可以與SSL配合，隱藏用戶名密碼。
- ｄigest
不以明文發(fā)送密碼，在上述第2步時(shí)服務(wù)器響應(yīng)返回隨機(jī)字符串nonce，而客戶端發(fā)送響應(yīng)摘要 =MD5(HA1:nonce:HA2)，其中HA1=MD5(username:realm:password),HA2=MD5(method:digestURI)
在HTTP 摘要認(rèn)證中使用 MD5 加密是為了達(dá)成"不可逆的"，也就是說，當(dāng)輸出已知的時(shí)候，確定原始的輸入應(yīng)該是相當(dāng)困難的。
如果密碼本身太過簡單，也許可以通過嘗試所有可能的輸入來找到對應(yīng)的輸出（窮舉攻擊），甚至可以通過字典或者適當(dāng)?shù)牟檎冶砑涌觳檎宜俣取?/p>
digest中一些參數(shù)介紹
username: 用戶名（網(wǎng)站定義）
password: 密碼
realm: 服務(wù)器返回的realm,一般是域名
method: 請求的方法
nonce: 服務(wù)器發(fā)給客戶端的隨機(jī)的字符串
nc(nonceCount):請求的次數(shù)，用于標(biāo)記，計(jì)數(shù)，防止重放攻擊
cnonce(clinetNonce): 客戶端發(fā)送給服務(wù)器的隨機(jī)字符串
qop: 保護(hù)質(zhì)量參數(shù),一般是auth,或auth-int,這會影響摘要的算法
uri: 請求的uri(只是ｐａｔｈ)
response: 客戶端根據(jù)算法算出的摘要值
digest的算法：
A1 = username:realm:password
A2 = mthod:uri
HA1 = MD5(A1)
如果 qop 值為“auth”或未指定，那么 HA2 為
HA2 = MD5(A2)=MD5(method:uri)
如果 qop 值為“auth-int”，那么 HA2 為
HA2 = MD5(A2)=MD5(method:uri:MD5(entityBody))
如果 qop 值為“auth”或“auth-int”，那么如下計(jì)算 response：
response = MD5(HA1:nonce:nc:cnonce:qop:HA2)
如果 qop 未指定，那么如下計(jì)算 response：
response = MD5(HA1:nonce:HA2)
上面的算法，是不是把你繞暈了，下面，用實(shí)例介紹一下，便于你的理解
客戶端請求 (無認(rèn)證)
Host: localhost```
**服務(wù)器響應(yīng)**
HTTP/1.0 401 Unauthorized
Server: HTTPd/0.9
Date: Sun, 10 Apr 2005 20:26:47 GMT
WWW-Authenticate: Digest realm="testrealm@host.com",
qop="auth,auth-int",
nonce="dcd98b7102dd2f0e8b11d0f600bfb0c093",
opaque="5ccc069c403ebaf9f0171e9517f40e41"
Content-Type: text/html
Content-Length: 311
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN"
"http://www.w3.org/TR/1999/REC-html401-19991224/loose.dtd">
<HTML>
<HEAD>
<TITLE>Error</TITLE>
<META HTTP-EQUIV="Content-Type" CONTENT="text/html; charset=ISO-8859-1">
</HEAD>
<BODY><H1>401 Unauthorized.</H1></BODY>
</HTML>```
客戶端請求 (用戶名 "Mufasa", 密碼 "Circle Of Life")
GET /dir/index.html HTTP/1.0
Host: localhost
Authorization: Digest username="Mufasa",
realm="testrealm@host.com",
nonce="dcd98b7102dd2f0e8b11d0f600bfb0c093",
uri="/dir/index.html",
qop=auth,
nc=00000001,
cnonce="0a4f113b",
response="6629fae49393a05397450978507c4ef1",
opaque="5ccc069c403ebaf9f0171e9517f40e41"
服務(wù)器響應(yīng)
HTTP/1.0 200 OK
Server: HTTPd/0.9
Date: Sun, 10 Apr 2005 20:27:03 GMT
Content-Type: text/html
Content-Length: 7984
如下所述，response 值由三步計(jì)算而成。當(dāng)多個(gè)數(shù)值合并的時(shí)候，使用冒號作為分割符。
- 對用戶名、認(rèn)證域(realm)以及密碼的合并值計(jì)算 MD5 哈希值，結(jié)果稱為 HA1。
- 對HTTP方法以及URI的摘要的合并值計(jì)算 MD5 哈希值，例如，"GET" 和 "/dir/index.html"，結(jié)果稱為 HA2。
- 對 HA1、服務(wù)器密碼隨機(jī)數(shù)(nonce)、請求計(jì)數(shù)(nc)、客戶端密碼隨機(jī)數(shù)(cnonce)、保護(hù)質(zhì)量(qop)以及 HA2 的合并值計(jì)算 MD5 哈希值。結(jié)果即為客戶端提供的 response 值。
因?yàn)榉?wù)器擁有與客戶端同樣的信息，因此服務(wù)器可以進(jìn)行同樣的計(jì)算，以驗(yàn)證客戶端提交的 response 值的正確性。在上面給出的例子中，結(jié)果是如下計(jì)算的。 （MD5()表示用于計(jì)算 MD5 哈希值的函數(shù)；“\”表示接下一行；引號并不參與計(jì)算）
根據(jù)上面的算法所給出的示例，將在每步得出如下結(jié)果。
HA1 = MD5( "Mufasa:testrealm@host.com:Circle Of Life" )
= 939e7578ed9e3c518a452acee763bce9
HA2 = MD5( "GET:/dir/index.html" )
= 39aff3a2bab6126f332b942af96d3366
Response = MD5( "939e7578ed9e3c518a452acee763bce9:\
dcd98b7102dd2f0e8b11d0f600bfb0c093:\
00000001:0a4f113b:auth:\
39aff3a2bab6126f332b942af96d3366" )
= 6629fae49393a05397450978507c4ef1
此時(shí)客戶端可以提交一個(gè)新的請求，重復(fù)使用服務(wù)器密碼隨機(jī)數(shù)(nonce)（服務(wù)器僅在每次“401”響應(yīng)后發(fā)行新的nonce），但是提供新的客戶端密碼隨機(jī)數(shù)(cnonce)。在后續(xù)的請求中，十六進(jìn)制請求計(jì)數(shù)器(nc)必須比前一次使用的時(shí)候要大，否則攻擊者可以簡單的使用同樣的認(rèn)證信息重放老的請求。由服務(wù)器來確保在每個(gè)發(fā)出的密碼隨機(jī)數(shù)nonce時(shí)，計(jì)數(shù)器是在增加的，并拒絕掉任何錯(cuò)誤的請求。顯然，改變HTTP方法和/或計(jì)數(shù)器數(shù)值都會導(dǎo)致不同的 response 值。
服務(wù)器應(yīng)當(dāng)記住最近所生成的服務(wù)器密碼隨機(jī)數(shù)nonce的值。也可以在發(fā)行每一個(gè)密碼隨機(jī)數(shù)nonce后，記住過一段時(shí)間讓它們過期。如果客戶端使用了一個(gè)過期的值，服務(wù)器應(yīng)該響應(yīng)“401”狀態(tài)號，并且在認(rèn)證頭中添加stale=TRUE，表明客戶端應(yīng)當(dāng)使用新提供的服務(wù)器密碼隨機(jī)數(shù)nonce重發(fā)請求，而不必提示用戶其它用戶名和口令。
服務(wù)器不需要保存任何過期的密碼隨機(jī)數(shù)，它可以簡單的認(rèn)為所有不認(rèn)識的數(shù)值都是過期的。服務(wù)器也可以只允許每一個(gè)服務(wù)器密碼隨機(jī)數(shù)nonce使用一次，當(dāng)然，這樣就會迫使客戶端在發(fā)送每個(gè)請求的時(shí)候重復(fù)認(rèn)證過程。需要注意的是，在生成后立刻過期服務(wù)器密碼隨機(jī)數(shù)nonce是不行的，因?yàn)榭蛻舳藢]有任何機(jī)會來使用這個(gè)nonce。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
眼睛休息一下
php客戶端的實(shí)現(xiàn)
下面是用php實(shí)現(xiàn)生成digest認(rèn)證的頭部信息的函數(shù)
* @param $params 傳遞的參數(shù)是一個(gè)數(shù)組,包含key:url,username,password,realm,method,cnonce,nc
* @return array返回的數(shù)組包含Authorization: Digest所需的所有數(shù)據(jù)
*/
protected function _gen_digest_auth_header_param($params) {
$url = $params['url'];
$ch = curl_init();
curl_setopt($ch, CURLOPT_URL, $url);
curl_setopt($ch, CURLOPT_HEADER, TRUE);
curl_setopt($ch, CURLOPT_NOBODY, FALSE);
curl_setopt($ch, CURLOPT_RETURNTRANSFER, TRUE);
curl_setopt($ch, CURLOPT_FOLLOWLOCATION, FALSE);
curl_setopt($ch, CURLOPT_AUTOREFERER, TRUE);
curl_setopt($ch, CURLOPT_TIMEOUT, 120);
$result = curl_exec($ch);
if(curl_getinfo($ch, CURLINFO_HTTP_CODE) == '401') {
$raw = explode(PHP_EOL,$result);
foreach ($raw as $value) {
if(explode(': ',$value)[0] == 'WWW-Authenticate') {
$all = explode(': ',$value)[1];
$all = str_replace('"','',$all);
$all = trim($all);
$all = explode('Digest ',$all)[1];
$auth = str_replace(', ','&',$all);
parse_str($auth,$digest);
break;
}
}
} else {
return array();
}
$c = explode('/',$url,4)[3];
$d = '/'.$c;
$digest['uri'] = $d;
$data = array_merge($digest,$params);
$HA1 = md5($data['username'].':'.$data['realm'].':'.$data['password']);
$HA2 = md5($data['method'].':'.$data['uri']);
$response = md5($HA1.':'.$data['nonce'].':'.$data['nc'].':'.$data['cnonce'].':'.$data['qop'].':'.$HA2);
$data['response'] = $response;
return $data;
}
// 傳給函數(shù)的參數(shù)格式如下：
$params = array(
'username' => $username,
'password' => $password,
'nc' => '00000015',
'method' => 'GET',
'cnonce' => 'noasgnsijhretrkksanmlghnebitb',
'opaque' => '',
'url' => $url
);
php的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)方式
$realm = 'Restricted area';
//user => password
$users = array('admin' => 'mypass', 'guest' => 'guest');
if (empty($_SERVER['PHP_AUTH_DIGEST'])) {
header('HTTP/1.1 401 Unauthorized');
header('WWW-Authenticate: Digest realm="'.$realm.
'" qop="auth" nonce="'.uniqid().'" opaque="'.md5($realm).'"');
die('Text to send if user hits Cancel button');
}
// analyze the PHP_AUTH_DIGEST variable
if (!($data = http_digest_parse($_SERVER['PHP_AUTH_DIGEST'])) ||
!isset($users[$data['username']]))
die('Wrong Credentials!');
// generate the valid response
$A1 = md5($data['username'] . ':' . $realm . ':' . $users[$data['username']]);
$A2 = md5($_SERVER['REQUEST_METHOD'].':'.$data['uri']);
$valid_response = md5($A1.':'.$data['nonce'].':'.$data['nc'].':'.$data['cnonce'].':'.$data['qop'].':'.$A2);
if ($data['response'] != $valid_response)
die('Wrong Credentials!');
// ok, valid username & password
echo 'Your are logged in as: ' . $data['username'];
// function to parse the http auth header
function http_digest_parse($txt)
{
// protect against missing data
$needed_parts = array('nonce'=>1, 'nc'=>1, 'cnonce'=>1, 'qop'=>1, 'username'=>1, 'uri'=>1, 'response'=>1);
$data = array();
preg_match_all('@(\w+)=([\'"]?)([a-zA-Z0-9=./\_-]+)\2@', $txt, $matches, PREG_SET_ORDER);
foreach ($matches as $m) {
$data[$m[1]] = $m[3];
unset($needed_parts[$m[1]]);
}
return $needed_parts ? false : $data;
}
?>
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
python實(shí)現(xiàn)的方法：
from requests.auth import HTTPDigestAuth
url = 'http://httpbin.org/digest-auth/auth/user/pass'
response = requests.get(url, auth=HTTPDigestAuth('user', 'pass'))```
上面獲取請求的內(nèi)容，可以使用response.content，response.text等等
response的方法有
['attrs', 'bool', 'class', 'delattr', 'dict', 'doc', 'format', 'getattribute', 'getstate', 'hash', 'init',
'iter', 'module', 'new', 'nonzero', 'reduce', 'reduce_ex', 'repr', 'setattr', 'setstate', 'sizeof', 'str',
'subclasshook', 'weakref', '_content', '_content_consumed', 'apparent_encoding', 'close', 'connection', 'content', 'cookies', 'elapsed', 'encod
ing', 'headers', 'history', 'is_permanent_redirect', 'is_redirect', 'iter_content', 'iter_lines', 'json', 'links', 'ok', 'raise_for_status', 'raw', 're
ason', 'request', 'status_code', 'text', 'url']
下面，我?guī)銈冮喿x一下源碼：
```language
class HTTPDigestAuth(AuthBase):
"""Attaches HTTP Digest Authentication to the given Request object."""
def __init__(self, username, password): # 初始化，參數(shù)用戶名和密碼
self.username = username
self.password = password
self.last_nonce = ''
self.nonce_count = 0 # digest中的nc
self.chal = {}
self.pos = None
# 構(gòu)建認(rèn)證的http請求頭
def build_digest_header(self, method, url):
realm = self.chal['realm'] # 服務(wù)器返回的realm,一般是域名的格式
nonce = self.chal['nonce'] # 隨機(jī)數(shù)
qop = self.chal.get('qop') # 保護(hù)質(zhì)量參數(shù)，是auth或auth-int
algorithm = self.chal.get('algorithm') # 摘要算法
opaque = self.chal.get(
'opaque') # opaque是個(gè)字符串，它只是透傳而已，即客戶端還會原樣返回過來。實(shí)際上，上面的那些域，客戶端都還是會原樣返回的，但返回時(shí)除了以上的那些域之外，還會增加新的內(nèi)容進(jìn)來。
# 下面開始區(qū)分不同算法
if algorithm is None:
_algorithm = 'MD5'
else:
_algorithm = algorithm.upper()
# lambdas assume digest modules are imported at the top level
if _algorithm == 'MD5' or _algorithm == 'MD5-SESS':
def md5_utf8(x):
if isinstance(x, str):
x = x.encode('utf-8')
return hashlib.md5(x).hexdigest() # 算出摘要值并返回
hash_utf8 = md5_utf8
elif _algorithm == 'SHA':
def sha_utf8(x):
if isinstance(x, str):
x = x.encode('utf-8')
return hashlib.sha1(x).hexdigest()
hash_utf8 = sha_utf8
KD = lambda s, d: hash_utf8("%s:%s" % (s, d))
if hash_utf8 is None:
return None
# XXX not implemented yet
entdig = None
p_parsed = urlparse(url) # 解析url,請求頭中參數(shù)url是不包含前面主機(jī)
path = p_parsed.path
if p_parsed.query:
path += '?' + p_parsed.query
# 構(gòu)造 Ａ１，Ａ２，下面開始按http digest算法計(jì)算出返回值response
A1 = '%s:%s:%s' % (self.username, realm, self.password)
A2 = '%s:%s' % (method, path)
HA1 = hash_utf8(A1)
HA2 = hash_utf8(A2)
# 未完，下面還要將HA1和HA2連在一起再進(jìn)行一次摘要計(jì)算
# nc的值
if nonce == self.last_nonce:
self.nonce_count += 1
else:
self.nonce_count = 1
ncvalue = '%08x' % self.nonce_count
s = str(self.nonce_count).encode('utf-8')
# 客戶端的隨機(jī)字符，這里是使用時(shí)間+隨機(jī)值，再hash計(jì)算，取得１６位的隨機(jī)字符串
s += nonce.encode('utf-8')
s += time.ctime().encode('utf-8')
s += os.urandom(8)
cnonce = (hashlib.sha1(s).hexdigest()[:16])
# 下面開始進(jìn)行最后一次的摘要計(jì)算，有區(qū)分摘要算法
noncebit = "%s:%s:%s:%s:%s" % (nonce, ncvalue, cnonce, qop, HA2)
if _algorithm == 'MD5-SESS':
HA1 = hash_utf8('%s:%s:%s' % (HA1, nonce, cnonce))
if qop is None:
respdig = KD(HA1, "%s:%s" % (nonce, HA2))
elif qop == 'auth' or 'auth' in qop.split(','):
respdig = KD(HA1, noncebit)
else:
# XXX handle auth-int.
return None
# 上面的respdig就是提交給服務(wù)器的response
self.last_nonce = nonce
# XXX should the partial digests be encoded too?
# 下面是放在http頭中的請求信息，格式 "Authorization: Digest base"
base = 'username="%s", realm="%s", nonce="%s", uri="%s", ' \
'response="%s"' % (self.username, realm, nonce, path, respdig)
if opaque:
base += ', opaque="%s"' % opaque
if algorithm:
base += ', algorithm="%s"' % algorithm
if entdig:
base += ', digest="%s"' % entdig
if qop:
base += ', qop="auth", nc=%s, cnonce="%s"' % (ncvalue, cnonce)
return 'Digest %s' % (base)
# 一般沒有加請求頭認(rèn)證信息時(shí)，請求服務(wù)器，會返回 401 HTTP Status 401 - Unauthorized,但是頭部會返回服務(wù)器的認(rèn)證信息
def handle_401(self, r, **kwargs):
"""Takes the given response and tries digest-auth, if needed."""
if self.pos is not None:
# Rewind the file position indicator of the body to where
# it was to resend the request.
r.request.body.seek(self.pos)
num_401_calls = getattr(self, 'num_401_calls', 1)
# 獲取認(rèn)證的頭部信息，格式是WWW-Authenticate →Digest realm="api.ruoyu.com", qop="auth", nonce="MTQ4MTUzMzcwNjM5ODpjYjQ5N2MwNjYyMmM4Y2JkZDM0NzI0ZDZhY2U2YTk4Yw=="
s_auth = r.headers.get('www-authenticate', '')
if 'digest' in s_auth.lower() and num_401_calls < 2:
setattr(self, 'num_401_calls', num_401_calls + 1)
pat = re.compile(r'digest ', flags=re.IGNORECASE)
self.chal = parse_dict_header(pat.sub('', s_auth, count=1))
# Consume content and release the original connection
# to allow our new request to reuse the same one.
r.content
r.raw.release_conn()
prep = r.request.copy()
extract_cookies_to_jar(prep._cookies, r.request, r.raw)
prep.prepare_cookies(prep._cookies)
prep.headers['Authorization'] = self.build_digest_header(
prep.method, prep.url)
_r = r.connection.send(prep, **kwargs)
_r.history.append(r)
_r.request = prep
return _r
setattr(self, 'num_401_calls', 1)
return r
def __call__(self, r): # 定義一個(gè)魔術(shù)方法，方法用于實(shí)例自身的調(diào)用,r是request方法的返回對象
# If we have a saved nonce, skip the 401
if self.last_nonce: # 判斷是有沒有設(shè)置認(rèn)證頭
r.headers['Authorization'] = self.build_digest_header(r.method, r.url)
try:
self.pos = r.body.tell()
except AttributeError:
pass
r.register_hook('response', self.handle_401) # 調(diào)用鉤子函數(shù)
return r
知道具體的digest加密算法，就很容易了．
實(shí)在抱歉，這么多內(nèi)容辛苦你了?。。?/p>
