普通网站防暴力破解登录密码的新设计

[laziji]

shield

前端防暴力破解的一个设计

Demo 地址

https://github.com/GitHub-Laziji/shield

描述

传统的防范暴力破解的方法是在前端登录页面增加验证码, 虽然能有一定程度效果, 但是用户也跟着遭罪, 验证码越复杂, 用户登录的失败率越高

于是最近我想了一个新的设计, 前端在登录时采用解密的方式获取密钥, 把密钥与表单以前发往后端, 用密钥来代替验证码

具体细节如下

设计

• 用户在登录页面输完用户名密码, 点击登录
• js 向后端请求密文
• 后端生成一个随机字符串和一个指定范围内的随机数
• 正向拼接 随机字符串 和 随机字符串随机数的加密 得到密文rstr+MD5(rstr+rint)
• 反向拼接 得到 密钥 MD5(rint+rstr)

    randomString = Utils.getUUID();
    randomNumber = Utils.randomInt(range);
    privateText =  randomString + Utils.md5(randomString+randomNumber);
    privateKey = Utils.md5(randomNumber+randomString);

• 将密文传给前端
• 前端通过循环破解随机数

    let randomString = result.substring(0, 32)
    let valueString = result.substring(32)
    let answerString
    for (let i = 0; i < range; i++) {
        let s = crypto.createHash("md5").update(randomString + i).digest('hex')
        if (s == valueString) {
            answerString = crypto.createHash("md5").update(i + randomString).digest('hex')
            break
        }
    }

• 把得到的密钥和表单一起传个后端
• 后端验证密钥的真假

测试

经过测试 10000 次内 md5 加密前端用时不超过 300ms, 用户察觉不到, 但是暴力破解的难道确增加了几千倍, 这意味这本来一个小时能破解的网站, 现在可能要一年才能破解

优势

• 整个流程对后端带来的压力几乎为 0
• 用户无需输入验证码
• 前端延时极小(对人来说)
• 对暴力破解影响极大
• 只需添加部分代码, 无需更改现有的代码
• 条件可控, 随机数的范围完全由后端决定

好多人的关注点都是 "我知道加密方式, 我可以模拟"

这没错 , 这个设计的目的就是让破解的人来模拟这个步骤啊 , 加密方式完全是公开的,

但是你要提交密码就必须 尝试 数千次 的加密 才能获取到密钥 才能提交一次密码

这样是不是就把可尝试密码的频率降到原来的数千分之一了 ?

同一回复

有的人的观点是
"在后端直接延时 1 秒不就好了吗"
"延时令牌之类的"

这些直接通过多线程直接解决了 , 后端对一个回话的延时是没有用的 ,
这个算法限制的是攻击者电脑的算力,

这篇文章主要是探讨这种设计的可行性

以及使用的这种设计所带来安全性的提升

这个算法的优点之一是服务器的运行验证的压力非常小 , 既不需要查询数据库 已不需要复杂的运算

请在同等情况下比较性能

类似这些观点没有价值
"黑客用 N 台肉鸡 请求服务器 照样会蹦 照样可以破解" ---- 如果没有的话可能一台好的计算机就把服务器搞挂了吧
"延时请求, 延时回复之类" --- 攻击者开多线程 , 延时形同虚设 , 无谓的增加服务器的负担

[carlclone]

简单问题复杂化，楼主可能缺 star 面试了

[chuanqirenwu]

请给出严格的数学证明，否则有可能存在一种方法使得你的方案与原方案没有差别。

[master13]

我有个问题，可能是我没看明白……
我暴破的时候，你这段前台循环碰密钥的方法已经给我了，我在本地碰好了在提交不行么……没必要通过提交来碰吧……具体比如用个 selenium 或者 phantomjs，应该很容易就可以在本地算出那个密钥吧

[qdwang]

lz 你的想法是可以的，现代不少防暴力破解的密钥生成技术就是需要大量时间或者内存。只是你的想法需要再精细一些，或者用一些现成可靠的密钥生成技术。

[Antidictator]

喜欢这个帖子，有理有据的讨论，收藏了。

[mcluyu]

楼主这个貌似就是给请求 body 加个签名？ 然而方法还是暴露的貌似，这种方式可以用在 APP 上，因为加签方法隐藏在代码里看不到（反编译也可以针对这快代码做防止反编译的处理），但是对于前端页面没意思了吧，你的解密方法大家都可以看到了，人家模拟一遍就行了啊，你前端页面 JS 可以做到的事情，破解的人也可以啊。。。

[Cheez]

大哥，你的想法不错，但是直接限制 10 分钟内只能输入 3 次密码好像更好一点

[SelFree]

web 前端慢 hash 了解一下？

[LeeSeoung]

1、楼主的加密没任何意义，前端能做到的加密流程，任何程序都能模仿出来。
2、延时令牌方式 多线程下基本也没区别->改为限制 IP 时间段内访问次数
3、限制 IP 访问次数可以通过代理 IP 解决
4、引入页面人体行为检测（鼠标轨迹，按键等），发现机器行为不给接入，参考现在的拖动滑块验证码。
5、蜜罐，让攻击者以为正确获取到信息，实际上并没有，在蜜罐上多设陷阱，这种考验攻击者耐心。

[lxy]

算力验证码。老东西了。

[wenzhoou]

楼主是说：我不管我不管，我不听我不听。我这个就是有用，我这个就是好。😂

[Clarencep]

不如用这个： https://coinhive.com/documentation/captcha

[Clarencep]

似乎改进下，顺便还能挖挖矿……

[Citrus]

大概看明白了楼主的意思，想通过强制前端进行高强度 MD5 计算来拖慢登陆重试频率。
想法简单来看没啥大问题，但是要知道 MD5 计算现在并不慢，如果用 GPU 集群的话，枚举延迟可能并不大。所以实际效果可能没有想象中那么美好，起码没比验证码好太多。。。

[msg7086]

只看你的描述：
1. 你的服务器端必须要保存生成的密钥，而且密钥无法防止离线破解。
也就意味着我可以先生成 1000 个密钥，统一计算完，然后一次发 1000 个登录请求上去。
2. 你的服务器端必须保存密钥，意味着可以直接进行 DDoS 攻击，直接打爆你生成密钥的存储系统。

所以到最后，你还是得在密钥生成系统上加上延时和保护。
那么也就回到一开始的解决方案：直接给登录系统加上延时和保护了。

[338ccom]

tumblr 的登录方式很不错

[killerv]

看了楼主的帖子和其他网友的跟帖，说下自己的理解。①有不少人理解错了，楼主的密钥算法是公开的，并不是靠这个来防止攻击，这点和常规 App 接口的签名算法并不是一个意思。②虽然如此，楼主这个还是意义不大，因为现在暴力破解网站用户名密码的瓶颈不在于计算，而在于 IO，打个比方，一个 web 应用的登录接口能承受的最大 QPS 是 1 万，计算机可以轻易做到 1s 内超过 1 万次的计算。

[remnet]

这就是一个 PoW 算法，几年前作为防止电子邮件垃圾的手段已经出现了。
Refer： https://en.wikipedia.org/wiki/Hashcash

[009694]

bcrypt 了解一下。 前端将原始密码 bcrypt 加密 后端用其他快速加密方案。 同样能解决

[snw]

@jq8778
你这个设计体验极差的。我们公司有个同事输错了 N 次开机密码（全盘加密的），由于每次输错都会比上一次多等几倍时间，等他想到求助 IT 时下次输入密码要等十几个小时，于是当天就没法工作了。

最关键是攻击者完全可以对其他用户提交几次错误密码，导致其他用户无法登陆。

[zhangyuting]

@laziji 发现自己的想法是已有且被证实可用的，是一件很愉快的事情。

[leoleoasd]

@LeeSeoung 要的就是被模仿 拖慢别人的效率
@master13 要的就是需要计算 算需要时间 大规模试密码需要的成本很大
@msg7086 md5 之前的原文可以不储存 加密且带时间戳签名 后传给前端,前端登陆的时候再提交上去就可以 做好防重放就 ok

[galenzhao]

pow 注册轮子

[iyangyuan]

这个就是慢 hash 嘛，故意增加算法难度，将 hash 的过程变慢，别忘了加上私有盐。
据我所知，这个好像是避免脱裤之后暴力破解的

[keventseng]

连续输入错误 X 次限制 X 分钟或者连续错误 X 次冻结，等用户重改密码恢复。会不会更简单些？