处理源代码中用于身份验证的密码

Question

假设我试图从使用基本身份验证/基本证书的RESTful api中提取，那么在我的程序中存储用户名和密码的最佳方式是什么？现在它只是以明文形式存在。

UsernamePasswordCredentials creds = new UsernamePasswordCredentials("myName@myserver","myPassword1234");

有没有更安全的方法？

谢啦

Answer 1

加密凭据通常不是好建议。加密的东西可以被解密。常见的最佳做法是将密码存储为加盐散列。哈希不能解密。添加盐是为了击败与彩虹表蛮力猜测。只要每个用户ID都有自己的随机盐，攻击者就必须为盐的每个可能值生成一组表，从而在宇宙的生命周期内快速使这种攻击不可能发生。这就是为什么如果你忘记了密码，网站通常不能给你发密码，但他们只能“重置”密码。他们没有存储你的密码，只有一个散列。

密码散列并不是很难自己实现，但它是一个很常见的问题，无数其他人已经为您解决了它。我发现jBcrypt很容易使用。

作为防止暴力猜测密码的额外保护，通常的最佳做法是在使用错误密码进行一定次数的登录尝试后，强制用户ID或远程IP等待几秒钟。如果没有这个，蛮力攻击者可以猜测服务器每秒可以处理的密码数量。能够每10秒猜测100个密码或一百万个密码之间有着巨大的差异。

我的印象是，您已经在源代码中包含了用户名/密码组合。这意味着，如果你想更改密码，你必须重新编译、停止并重新启动你的服务，这也意味着任何获得你的源代码的人都拥有你的密码。常见的最佳实践是永远不要这样做，而是将凭据（用户名、密码哈希、密码盐）存储在数据存储中

Answer 2

如果您使用的是基本身份验证，那么应该将其与SSL结合起来，以避免以base64编码的纯文本传递凭据。你不想让嗅探你信息包的人很容易得到你的证件。此外，不要在源代码中硬编码您的凭据。使其可配置。从配置文件中读取它们。在将凭据存储到配置文件之前，您应该对其进行加密，应用程序从配置文件中读取凭据后，应该对其进行解密。

Answer 3

如果您将身份验证系统作为一个整体进行设计，则不应存储密码，即使密码已加密。存储散列，并检查登录期间提供的密码是否与同一散列匹配。这样，数据库上的安全漏洞就可以避免暴露用户的密码。

话虽如此，对于要按原样存储数据（在本例中为密码）的情况，然后以从内到外的心态，以下是一些保护流程的步骤：

第一步，您应该将密码处理从字符串更改为字符数组。

这是因为字符串是一个不可变的对象，因此即使该对象被设置为null，它的数据也不会立即被清除；数据被设置为垃圾收集，这会带来安全问题，因为恶意程序可能会在清理该字符串（密码）数据之前访问该数据。

这就是为什么Swing的JPasswordField的getText（）方法被弃用，以及getPassword（）使用字符数组的主要原因。

第二步是加密您的凭据，只在身份验证过程中临时解密它们。或者在服务器端对其进行散列，存储该散列，然后“忘记”原始密码。

这与第一步类似，确保您的漏洞时间尽可能短。

建议您不要硬编码凭证，而是以集中、可配置且易于维护的方式存储凭证，例如配置或属性文件或数据库。

您应该在保存文件之前对凭据进行加密，此外，还可以对文件本身进行第二次加密（对凭据进行两层加密，对其他文件内容进行一层加密）。

请注意，上述两个加密过程中的每一个都可以是多层的。作为概念性示例，每个加密都可以是三重数据加密标准（又名TDES和3DES）的单独应用。

在你的当地环境得到适当保护后（但请记住，它永远不会“安全”！），第三步是使用TLS（传输层安全）或SSL（安全套接字层）对传输过程应用基本保护。

第四步是应用其他保护方法。

例如，对“使用”编译应用模糊技术，以避免（即使很快）暴露安全措施，以防您的程序被Eve女士、Mallory先生或其他人（坏人）获取并反编译。

更新1：

作者：达米恩。贝尔的要求，这里有一个涵盖第一步和第二步的例子：

    //These will be used as the source of the configuration file's stored attributes.
    private static final Map<String, String> COMMON_ATTRIBUTES = new HashMap<String, String>();
    private static final Map<String, char[]> SECURE_ATTRIBUTES = new HashMap<String, char[]>();
    //Ciphering (encryption and decryption) password/key.
    private static final char[] PASSWORD = "Unauthorized_Personel_Is_Unauthorized".toCharArray();
    //Cipher salt.
    private static final byte[] SALT = {
        (byte) 0xde, (byte) 0x33, (byte) 0x10, (byte) 0x12,
        (byte) 0xde, (byte) 0x33, (byte) 0x10, (byte) 0x12,};
    //Desktop dir:
    private static final File DESKTOP = new File(System.getProperty("user.home") + "/Desktop");
    //File names:
    private static final String NO_ENCRYPTION = "no_layers.txt";
    private static final String SINGLE_LAYER = "single_layer.txt";
    private static final String DOUBLE_LAYER = "double_layer.txt";

    /**
     * @param args the command line arguments
     */
    public static void main(String[] args) throws GeneralSecurityException, FileNotFoundException, IOException {
        //Set common attributes.
        COMMON_ATTRIBUTES.put("Gender", "Male");
        COMMON_ATTRIBUTES.put("Age", "21");
        COMMON_ATTRIBUTES.put("Name", "Hypot Hetical");
        COMMON_ATTRIBUTES.put("Nickname", "HH");

        /*
         * Set secure attributes.
         * NOTE: Ignore the use of Strings here, it's being used for convenience only.
         * In real implementations, JPasswordField.getPassword() would send the arrays directly.
         */
        SECURE_ATTRIBUTES.put("Username", "Hypothetical".toCharArray());
        SECURE_ATTRIBUTES.put("Password", "LetMePass_Word".toCharArray());

        /*
         * For demosntration purposes, I make the three encryption layer-levels I mention.
         * To leave no doubt the code works, I use real file IO.
         */
        //File without encryption.
        create_EncryptedFile(NO_ENCRYPTION, COMMON_ATTRIBUTES, SECURE_ATTRIBUTES, 0);
        //File with encryption to secure attributes only.
        create_EncryptedFile(SINGLE_LAYER, COMMON_ATTRIBUTES, SECURE_ATTRIBUTES, 1);
        //File completely encrypted, including re-encryption of secure attributes.
        create_EncryptedFile(DOUBLE_LAYER, COMMON_ATTRIBUTES, SECURE_ATTRIBUTES, 2);

        /*
         * Show contents of all three encryption levels, from file.
         */
        System.out.println("NO ENCRYPTION: \n" + readFile_NoDecryption(NO_ENCRYPTION) + "\n\n\n");
        System.out.println("SINGLE LAYER ENCRYPTION: \n" + readFile_NoDecryption(SINGLE_LAYER) + "\n\n\n");
        System.out.println("DOUBLE LAYER ENCRYPTION: \n" + readFile_NoDecryption(DOUBLE_LAYER) + "\n\n\n");

        /*
         * Decryption is demonstrated with the Double-Layer encryption file.
         */
        //Descrypt first layer. (file content) (REMEMBER: Layers are in reverse order from writing).
        String decryptedContent = readFile_ApplyDecryption(DOUBLE_LAYER);
        System.out.println("READ: [first layer decrypted]\n" + decryptedContent + "\n\n\n");
        //Decrypt second layer (secure data).
        for (String line : decryptedContent.split("\n")) {
            String[] pair = line.split(": ", 2);
            if (pair[0].equalsIgnoreCase("Username") || pair[0].equalsIgnoreCase("Password")) {
                System.out.println("Decrypted: " + pair[0] + ": " + decrypt(pair[1]));
            }
        }
    }

    private static String encrypt(byte[] property) throws GeneralSecurityException {
        SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("PBEWithMD5AndDES");
        SecretKey key = keyFactory.generateSecret(new PBEKeySpec(PASSWORD));
        Cipher pbeCipher = Cipher.getInstance("PBEWithMD5AndDES");
        pbeCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new PBEParameterSpec(SALT, 20));

        //Encrypt and save to temporary storage.
        String encrypted = Base64.encodeBytes(pbeCipher.doFinal(property));

        //Cleanup data-sources - Leave no traces behind.
        for (int i = 0; i < property.length; i++) {
            property[i] = 0;
        }
        property = null;
        System.gc();

        //Return encryption result.
        return encrypted;
    }

    private static String encrypt(char[] property) throws GeneralSecurityException {
        //Prepare and encrypt.
        byte[] bytes = new byte[property.length];
        for (int i = 0; i < property.length; i++) {
            bytes[i] = (byte) property[i];
        }
        String encrypted = encrypt(bytes);

        /*
         * Cleanup property here. (child data-source 'bytes' is cleaned inside 'encrypt(byte[])').
         * It's not being done because the sources are being used multiple times for the different layer samples.
         */
//      for (int i = 0; i < property.length; i++) { //cleanup allocated data.
//          property[i] = 0;
//      }
//      property = null; //de-allocate data (set for GC).
//      System.gc(); //Attempt triggering garbage-collection.

        return encrypted;
    }

    private static String encrypt(String property) throws GeneralSecurityException {
        String encrypted = encrypt(property.getBytes());
        /*
         * Strings can't really have their allocated data cleaned before CG,
         * that's why secure data should be handled with char[] or byte[].
         * Still, don't forget to set for GC, even for data of sesser importancy;
         * You are making everything safer still, and freeing up memory as bonus.
         */
        property = null;
        return encrypted;
    }

    private static String decrypt(String property) throws GeneralSecurityException, IOException {
        SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("PBEWithMD5AndDES");
        SecretKey key = keyFactory.generateSecret(new PBEKeySpec(PASSWORD));
        Cipher pbeCipher = Cipher.getInstance("PBEWithMD5AndDES");
        pbeCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new PBEParameterSpec(SALT, 20));
        return new String(pbeCipher.doFinal(Base64.decode(property)));
    }

    private static void create_EncryptedFile(
                    String fileName,
                    Map<String, String> commonAttributes,
                    Map<String, char[]> secureAttributes,
                    int layers)
                    throws GeneralSecurityException, FileNotFoundException, IOException {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (String k : commonAttributes.keySet()) {
            sb.append(k).append(": ").append(commonAttributes.get(k)).append(System.lineSeparator());
        }
        //First encryption layer. Encrypts secure attribute values only.
        for (String k : secureAttributes.keySet()) {
            String encryptedValue;
            if (layers >= 1) {
                encryptedValue = encrypt(secureAttributes.get(k));
            } else {
                encryptedValue = new String(secureAttributes.get(k));
            }
            sb.append(k).append(": ").append(encryptedValue).append(System.lineSeparator());
        }

        //Prepare file and file-writing process.
        File f = new File(DESKTOP, fileName);
        if (!f.getParentFile().exists()) {
            f.getParentFile().mkdirs();
        } else if (f.exists()) {
            f.delete();
        }
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(f));
        //Second encryption layer. Encrypts whole file content including previously encrypted stuff.
        if (layers >= 2) {
            bw.append(encrypt(sb.toString().trim()));
        } else {
            bw.append(sb.toString().trim());
        }
        bw.flush();
        bw.close();
    }

    private static String readFile_NoDecryption(String fileName) throws FileNotFoundException, IOException, GeneralSecurityException {
        File f = new File(DESKTOP, fileName);
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(f));
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        while (br.ready()) {
            sb.append(br.readLine()).append(System.lineSeparator());
        }
        return sb.toString();
    }

    private static String readFile_ApplyDecryption(String fileName) throws FileNotFoundException, IOException, GeneralSecurityException {
        File f = new File(DESKTOP, fileName);
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(f));
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        while (br.ready()) {
            sb.append(br.readLine()).append(System.lineSeparator());
        }
        return decrypt(sb.toString());
    }

一个完整的例子，解决每一个保护步骤，将远远超过我认为这个问题是合理的，因为它是关于“步骤是什么”，而不是“如何应用它们”。

这将大大超出我的答案（最后是抽样），而其他关于标准操作的问题已经指向这些步骤的“如何”，更合适，并对每个步骤的实施提供更好的解释和抽样。