SCRAM-SHA-1
该机制如何工作的基本概述是:
- 客户端发送它想要验证的用户名。
- 服务器发回该用户的盐和迭代次数(通过生成它们或在其数据库中查找给定用户名)。
- 客户端在给定的迭代次数内使用给定的盐对密码进行哈希处理。
- 客户端将结果发回。
- 服务器执行散列的变体并将其结果发送回客户端,因此客户端还可以验证服务器是否具有密码/密码的散列。
您需要的加密算法是 SHA-1、带有 SHA-1 的 HMAC 和带有 SHA-1 的PBKDF2。您应该查看如何在您的语言/框架中使用它们,因为我不建议从头开始实施它们。
详细地
首先规范化密码(使用SASLprep),这将是normalizedPassword
. 这是为了确保 UTF8 编码不能包含相同密码的变体。
选择一个随机字符串(例如 32 个十六进制编码字节)。这将是clientNonce
。
是initialMessage
("n=" .. username .. ",r=" .. clientNonce
我..
用于字符串连接)。
客户端将 GS2 标头 ( "n,,"
) 添加到 initialMessage 并对结果进行 base64 编码。它将其作为第一条消息发送:
<auth xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-sasl" mechanism="SCRAM-SHA-1">
biwsbj1yb21lbyxyPTZkNDQyYjVkOWU1MWE3NDBmMzY5ZTNkY2VjZjMxNzhl
</auth>
服务器以质询响应。挑战的数据是base64编码的:
<challenge xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-sasl">
cj02ZDQ0MmI1ZDllNTFhNzQwZjM2OWUzZGNlY2YzMTc4ZWMxMmIzOTg1YmJkNGE4ZTZmODE0YjQyMmFiNzY2NTczLHM9UVNYQ1IrUTZzZWs4YmY5MixpPTQwOTY=
</challenge>
客户端 base64 对其进行解码:
r=6d442b5d9e51a740f369e3dcecf3178ec12b3985bbd4a8e6f814b422ab766573,s=QSXCR+Q6sek8bf92,i=4096
客户端解析:
r=
这是serverNonce
. 客户端必须确保它以clientNonce
它在其初始消息中发送的内容开始。
s=
这是salt
, base64 编码的(是的,这是 base64 编码的两次!)
i=
这是迭代次数,i
。
客户端计算:
clientFinalMessageBare = "c=biws,r=" .. serverNonce
saltedPassword = PBKDF2-SHA-1(normalizedPassword, salt, i)
clientKey = HMAC-SHA-1(saltedPassword, "Client Key")
storedKey = SHA-1(clientKey)
authMessage = initialMessage .. "," .. serverFirstMessage .. "," .. clientFinalMessageBare
clientSignature = HMAC-SHA-1(storedKey, authMessage)
clientProof = clientKey XOR clientSignature
serverKey = HMAC-SHA-1(saltedPassword, "Server Key")
serverSignature = HMAC-SHA-1(serverKey, authMessage)
clientFinalMessage = clientFinalMessageBare .. ",p=" .. base64(clientProof)
客户端 base64 编码clientFinalMessage
并将其作为响应发送:
<response xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-sasl">
Yz1iaXdzLHI9NmQ0NDJiNWQ5ZTUxYTc0MGYzNjllM2RjZWNmMzE3OGVjMTJiMzk4NWJiZDRhOGU2ZjgxNGI0MjJhYjc2NjU3MyxwPXlxbTcyWWxmc2hFTmpQUjFYeGFucG5IUVA4bz0=
</response>
如果一切顺利,您将收到<success>
来自服务器的响应:
<success xmlns='urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-sasl'>
dj1wTk5ERlZFUXh1WHhDb1NFaVc4R0VaKzFSU289
</success>
Base64 解码包含:
v=pNNDFVEQxuXxCoSEiW8GEZ+1RSo=
客户端必须确保 的值v
是serverSignature
.
附加功能
这是算法的基本版本。您可以将其扩展为:
通道绑定。这混合了从 TLS 连接到过程的一些信息,以防止中间人攻击。
哈希存储。如果服务器总是发送相同的salt
和i
值,那么客户端只能存储saltedPassword
用户的密码而不是用户的密码。这更安全(因为客户端不需要存储密码,只是一个难以反转的加盐哈希)并且更快,因为客户端不需要每次都进行所有密钥拉伸。
服务器也可以使用散列存储:服务器只能存储salt
、i
和。更多信息在这里。storedKey
serverKey
可能,还添加 SCRAM-SHA-256(尽管似乎不存在服务器支持)。
陷阱
一些常见的陷阱:
- 不要假设随机数的长度或
salt
(尽管如果您生成它们,请确保它们足够长并且加密随机)。
salt
是 base64 编码的,可以包含任何数据(嵌入NUL
的)。
- 对于使用 ASCII 密码的人来说,不使用 SASLprep 可能工作得很好,但对于使用其他脚本的人来说,它可能会完全破坏登录。
- 的
initialMessage
部分authMessage
不包括 GS2 标头(在大多数情况下,这是"n,,"
)。
测试向量
如果您想测试您的实现,以下是 RFC 示例的所有中间结果:
用户名:user
密码:pencil
客户端生成随机数fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL
初始消息:n,,n=user,r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL
服务器生成随机数3rfcNHYJY1ZVvWVs7j
服务器回复:r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL3rfcNHYJY1ZVvWVs7j,s=QSXCR+Q6sek8bf92,i=4096
盐(十六进制):4125c247e43ab1e93c6dff76
客户端最终消息裸露:c=biws,r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL3rfcNHYJY1ZVvWVs7j
加盐密码(十六进制):1d96ee3a529b5a5f9e47c01f229a2cb8a6e15f7d
客户端密钥(十六进制):e234c47bf6c36696dd6d852b99aaa2ba26555728
存储的密钥(十六进制):e9d94660c39d65c38fbad91c358f14da0eef2bd6
验证消息:n=user,r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL,r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL3rfcNHYJY1ZVvWVs7j,s=QSXCR+Q6sek8bf92,i=4096,c=biws,r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL3rfcNHYJY1ZVvWVs7j
客户签名(十六进制):5d7138c486b0bfabdf49e3e2da8bd6e5c79db613
客户证明(十六进制):bf45fcbf7073d93d022466c94321745fe1c8e13b
服务器密钥(十六进制):0fe09258b3ac852ba502cc62ba903eaacdbf7d31
服务器签名(十六进制):ae617da6a57c4bbb2e0286568dae1d251905b0a4
客户最终消息:c=biws,r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL3rfcNHYJY1ZVvWVs7j,p=v0X8v3Bz2T0CJGbJQyF0X+HI4Ts=
服务器最终消息:v=rmF9pqV8S7suAoZWja4dJRkFsKQ=
服务器的服务器签名(十六进制):ae617da6a57c4bbb2e0286568dae1d251905b0a4