CN108737438B

CN108737438B - 防范暴库的身份认证方法

Info

Publication number: CN108737438B
Application number: CN201810559951.0A
Authority: CN
Inventors: 王勇
Original assignee: Guilin Jinfaming Technology Development Co ltd; Guilin University of Electronic Technology
Current assignee: Nantong Jiatianxia Technology Co ltd
Priority date: 2018-06-02
Filing date: 2018-06-02
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2038-06-02
Also published as: CN108737438A

Abstract

目前许多身份认证协议，没有考虑到数据库被黑客盗取带来的威胁，往往关注双方通信层面的安全性。但是实际上数据库被盗是比较常见的，而且还会给网站带来很大的损害。目前现实中许多网站都采用hash函数对密码进行一种不可逆的“加密”，但是不能防范重放攻击，针对于类似于挑战应答协议之类需要将密码明文存储在数据库中，我们提出了新的认证方法，可以有效防范数据库被盗带来的危害。同时也能防范重放攻击。同时方法可以不给用户带来额外的操作过程，流程比较简洁。

Description

防范暴库的身份认证方法

技术领域

本发明属信息安全领域，涉及一种身份认证的方法和系统。

背景技术

目前许多身份认证协议，没有考虑到数据库被黑客盗取带来的威胁。目前现实中许多网站都采用hash函数对密码进行一种不可逆的“加密”，但是，在学术层面，人们考虑的更多的是用户和服务器在认证时通信层面的安全，比如挑战应答协议就是一种为了防范重放攻击的协议，后续有更多复杂的安全认证方法，也没有考虑密码被盗问题，有些专利，比如一种用于移动终端用户身份认证的方法和系统，采用了非对称密码学来解决密码可能被木马盗取的问题，采用的非对称密钥，实际上又需要解决更多问题，比如可能需要用u盾之类的，目前一般的网站还不会具备相应的条件。但是在挑战应答之类的动态认证协议下，数据库必须存有密钥（密码）的明文，一旦用户信息相关的数据库，数据表被盗，将会威胁所有用户的安全。实际上，黑客通过搭线监听的方式来攻击的可能性要小得多，而且只是危害单个用户，而通过暴库，危害到所有的用户。在现实中，有许多网站的用户数据库被盗，而且许多网站都不愿意公开承认自己的数据库被盗。对网站的各方面的损害极大，有的甚至于不惜与黑客进行交易。即使是采用ssl，也不能防范数据库被盗带来的威胁。目前许多网站都采用hash存储密码，在存在搭线监听时可能会有重放攻击。本发明考虑到上述问题，设计了一个用户认证方法。

发明内容

实际上，黑客盗取数据库更难防范，而且SSL协议可以解决通信中的监听，重放的问题，但是却不能防范数据库被盗。为了同时防范重放攻击、数据监听和数据库被盗取，

方案一：采用两个函数F（）和H（），用户注册的时候，用户输入密码k₁，k₂，选用两个公开的单向函数G（），I（），两者可以为相同的函数，比如，hash函数，或者是一个固定明文的加密函数，以输入的数值作为密钥加密固定明文。依次计算F（k₁）和G（H（k₂）），服务端接受此数据，并且将F（k₁）和G（H（k₂））存入数据库。当然，k₁，k₂的顺序可以颠倒过来。

在认证的时候，服务器端发送一个随机数r给用户端，用户输入k，客户端计算出I（r‖F（k₁））和G（H（k₂）），发送给服务器端，服务器端核对G（H（k₂））与数据库中存储的是否相等，同时，根据之前发送的r和数据库调用的F（k₁），计算I（r‖F（k₁）），核对与发过来的是否相等，如果均相等，则身份认证通过。

由于用户是根据服务器的挑战r进行响应的，每一次响应的数据不一样，所以可以防范监听和重放攻击带来的威胁。服务端盗取了数据库后，并不能得到所有的密钥，也不能得到H（k₂），所以也无法通过审核，进行访问。

以上采用函数的形式是为了更具有普遍性，实际中可以简化，F（k）和H（k）可以直接采用k，即F（k）=H（k）=k，以简化计算。并不影响安全性。为了简化程序，处理k₁和k₂的过程可以统一。

方案二：在方案一中，需要有输入多个密码，对于用户而言是有不方便的，为了简化程序，在本方案中，用户的密码k产生两个参数F（k）和H（k），但是，他们并不包含k的全部信息，各自分得k的一部分不完全重合的信息，通过F（k）无法确定H（k），一个简单的例子就是将k的数据分为两部分，一部分为F（k），另一部分为H（k）。

在注册时候，用户设置密码k，客户端计算出F（k）和H（k），服务器端选择两个公开的单向函数G（），I（），两者可以为相同的函数，储存F（k）和G（H（k））。

在认证的时候，服务器端发送一个随机数r给用户端，用户输入k，客户端计算出I（r‖F（k））和G（H（k）），发送给服务器端，发送给服务器端，服务器端核对G（H（k））是否相等，同时，计算I（r‖F（k）），核对与发过来的是否相等，如果均相等，则身份认证通过。

由于用户是根据服务器的挑战r进行响应的，每一次响应的数据不一样，所以可以防范监听和重放攻击带来的威胁。服务端盗取了数据库后，获得F（k）和G（H（k）），并不能得到k，也不能得到H（k），所以也无法进行访问。

这里的方法达到了很好的安全效果，而且非常简洁，在实际的操作中，用户不需要进行多次交互，用户再登录服务器的同时，网站即将随机数发给用户，用户只要输入k，并且提交，在客户端就完成操作。本方法不需要进行多次的交互，不会对服务器端、对客户端、对用户都会带来成本和不便。在实际的应用中，往往简洁和透明对用户来说更为重要，本方法在保证安全性的同时，也保证协议的简洁。

具体实施方式

应该说明的是，根据下面的具体实施方式，其中通过举例说明示出并描述了本技术的各种设置（或选择），本技术的其他设置将变得对本领域技术人员易于显而易见。本技术能够有其他不同的设置（或选择），并且其若干细节能够在各种其他方面被修改，所有均不会背离本技术的范围。因此，具体实施方式应被认为是举例说明性而非限制性的。为了便于理解发明，我们采用了非常简洁的描述方式，并不代表我们不包含复杂的方式。本发明中的许多特征可以自由组合，出于减少实施例的数目的目的，有些不相关的特征可能会同时增加到一个实施例中，一些显而易见的替代也被包括。比如，特征X和Y都写入一个实施例中，但是，明显两者并不关联，它们各自产生了优势，而且不依赖于另一方的存在，所以，可以去掉其中一个具体的特征，或者修改它。为了便于理解，我们选取的实施例都非常简单。

实施例一：在本实施例中，为了简化，采用两个最简单的函数F（k）=H（k）=k，用户注册的时候，用户输入密码k₁，k₂，为了方便代码实现，我们选用两个一般操作系统和软件中配有函数接口的，可以直接调用的单向函数MD5（），SHA1（），依次计算F（k₁）= k₁和MD5（H（k₂））=MD5（k₂），发送给服务端（或者后台），服务端接受此数据，并且将k₁和MD5（k₂）存入数据库。

在认证的时候，服务器端发送一个随机数r给用户端，用户输入k₁，k₂，客户端计算出SHA1（r‖k₁）和MD5（k₂），发送给服务器端，服务器端核对MD5（k₂）与数据库中存储的是否相等，同时，根据之前发送的r和数据库调用的k₁，计算SHA1（r‖k₁），核对与发过来的是否相等，如果均相等，则身份认证通过。

实施例二：用户的密码k产生两个参数，为了方便，我们采取将k的字符串分割的形式，分割方法为如果是偶数长度，前后各自分割为F（k）和H（k），如果奇数长度2n+1，则前面n+1为F（k），后面部分为H（k）。

在注册时候，用户设置密码k，客户端通过分割方式，计算出F（k）和H（k），服务器端选择两个哈希函数MD5（），SHA1（），储存F（k）和MD5（H（k））。

在认证的时候，服务器端发送一个随机数r给用户端，用户输入k，客户端计算出SHA1（r‖F（k））和MD5（H（k）），发送给服务器端，发送给服务器端，服务器端核对MD5（H（k））是否相等，同时，计算SHA1（r‖F（k）），核对与发过来的是否相等，如果均相等，则身份认证通过。

Claims

1.一种防范暴库的身份认证方法，其特征为：选取两个函数F（）和H（），用户注册的时候，用户输入密码k，用户的密码k产生两个参数F（k）和H（k），F（k）和H（k）并不包含k的全部信息，各自分得k的一部分不完全重合的信息，通过F（k）无法确定H（k），在注册时候，用户设置密码k，客户端同时计算出F（k）和H（k），服务器端选择两个公开的单向函数G（），I（），储存F（k）和G（H（k））；在认证的时候，服务器端发送一个随机数r给用户端，用户输入k，客户端同时计算出I（r‖F（k））和G（H（k）），发送给服务器端，发送给服务器端，服务器端核对G（H（k））是否相等，同时，计算I（r‖F（k）），核对与发过来的是否相等，如果均相等，则身份认证通过。