身份认证:除了账号密码,我们还能怎么做身份认证?

身份认证包括哪些东西?

身份认证可以分为两个部分:对外认证和对内认证。

对外认证,其实就是应用的登录注册模块,它面向用户进行认证。对外认证的入口比较集中,一个应用通常只有一个登录入口。因此,我们可以在登录这个功能上,实现很多种认证的方式。

对内认证比如:服务器的登录、数据库的登录、Git 的登录、各种内部管理后台的登录等等

对外认证是单一场景下的认证,对内认证是多场景下的认证。

身份认证方式 基于对称认证 用于身份认证的办法_身份认证

身份认证主要面临哪些威胁?

身份认证面临的威胁主要包括无认证、弱密码、认证信息泄露。

没有认证环节是所有应用和公司存在的最普遍的问题。尤其是在对内认证的部分,我们经常会看到,很多公司的数据库、接口、管理后台在使用的时候,并不需要经过认证这个环节。

安全最大的敌人是人类的惰性。设计一个好记的强密码并不是一件简单的事情,这也是弱密码屡禁不止的原因。

认证信息泄露

所谓认证信息泄露,就是指黑客通过各种手段,拿到了用户的密码信息和身份凭证这样的认证信息。常见的手段包括钓鱼、拖库等等。更可怕的是,很多攻击对于用户来说都是无感知的。

身份认证面临的威胁其实都是认证信息的泄露。这其中,既可能是应用本身就没有认证信息或者认证信息强度比较弱,使得黑客可以通过猜测的方式快速获取认证信息;也有可能是黑客通过一些攻击手段(如窃听等),从用户那获取了认证信息,从而冒充用户进行登录。

身份认证被破解的后果,相信你也知道一些:一旦黑客仿冒了正常用户进行认证,那么就相当于获得了这个用户的所有权限。更严重的是,所有的后续操作,都会记录到这个正常用户的名下,使得后续应用进行授权和审计的时候,都很难发现黑客本身的存在。

身份认证的安全怎么保证?

不只是在解决一个技术问题,还要培养外部用户和内部员工的安全意识。也就是说,认证安全并没有什么完善的技术解决方案,更多的是通过一些规章制度去强化我们的安全意识。

不断地利用新技术去升级验证手段,帮助用户降低被“攻击”的风险。比如,通过手机验证替代密码验证(因为丢失手机的几率比丢失密码的几率低);通过人脸、指纹等生物特征替代密码。

单点登录如何解决身份认证问题?

单点登录(Single Sign On,SSO)到底是什么呢?单点登录的概念很简单:用户只需要进行一次认证,就可以访问所有的网页、应用和其他产品了。

典型的单点登录方式,它们分别是:CAS 流程、JWT、OAuth 和 OpenID。

CAS(Central Authentication Service,集中式认证服务)流程

CAS 是一个开源的单点登录框架,它不属于某一种单点登录的实现方式,而是提供了一整套完整的落地方案。整体的流程如下图所示,具体步骤如下。

身份认证方式 基于对称认证 用于身份认证的办法_极客_02

  1. 假如用户现在要访问某个应用,比如极客时间 App。
  2. 应用需要进行认证,但应用本身不具备认证功能。因此,应用将用户重定向至认证中心的页面。比如,你在登录一个应用的时候,它显示你可以选择微信、QQ、微博账号进行登录,你点击微信登录,就跳转至微信的登录页面了。
  3. 用户在认证中心页面进行认证操作。如果用户之前已经在其他应用进行过认证了,那么认证中心可以直接识别用户身份,免去用户再次认证的过程。
  4. 认证完成后,认证中心将认证的凭据,有时会加上用户的一些信息,一起返回给客户端。也就是你在微信登录完成后,回到了极客时间 App。
  5. 客户端将凭据和其他信息发送给应用,也就是说,极客时间 App 将微信的登录凭据发送给了极客时间后端。
  6. 应用收到凭据后,可以通过签名的方式,验证凭据的有效性。或者,应用也可以直接和认证中心通信,验证凭据并获取用户信息。这也就是为什么极客时间能够拿到你的微信头像了。
  7. 用户完成认证。

JWT(JSON Web Token)是一种非常轻量级的单点登录流程。它会在客户端保存一个凭证信息,之后在你每一次登录的请求中都带上这个凭证,将其作为登录状态的依据。JWT 的好处在于,不需要应用服务端去额外维护 Cookie 或者 Session 了。但是,正是因为它将登录状态落到了客户端,所以我们无法进行注销等操作了。

OAuth(Open Authorization)的主要特点是授权,也是我们通常用 QQ、微信登录其他应用时所采用的协议。通过 OAuth,用户在完成了认证中心的登录之后,应用只能够验证用户确实在第三方登录了。但是,想要维持应用内的登录状态,应用还是得颁发自己的登录凭证。这也就是为什么 QQ 授权后,应用还需要绑定你的手机号码。这也就意味着,应用是基于 QQ 的信息创建了一个自身的账号。

身份认证方式 基于对称认证 用于身份认证的办法_极客_03

OpenID(Open Identity Document)和 OAuth 的功能基本一致。但是,OpenID 不提供授权的功能。最常见的,当我们需要在应用中使用微信支付的时候,应用只需要收集支付相关的信息即可,并不需要获取用户的微信头像。

身份认证方式 基于对称认证 用于身份认证的办法_身份认证方式 基于对称认证_04

在这个流程中,应用的服务器直接接收用户的认证信息,并转发给认证中心。对用户来说,这个认证中心是完全透明的。但是,这个流程给予了应用过多的信任,从安全性方面考量的话,是不合理的。在这个过程中,应用直接获取到了用户的认证信息,但应用能否保护好这些信息呢?我们并没有有效的办法去做确认。

JWT 适用范围广,在单点登录的选取上面,如果想要将用户信息做统一管理,选择它最为简单;如果认证中心只是被用来维护账号密码,由业务去维护用户所绑定的其他手机等信息,那么,采用 OAuth 更合适。

总结

身份认证的主要场景可以分为:对外认证和对内认证。其中,对内认证往往会因为管理的疏忽,导致很严重的问题。从威胁上来说,无认证和弱密码,是最普遍的安全问题。除此之外,各种密码和认证信息的窃取,也是黑客常用的攻击手段。对于身份认证来说,单点登录是一种集大成的解决方案。基于 CAS 流程,衍生出了很多成熟的单点登录流程,可以供你去使用。

掌握身份认证的一些技巧,对我们有哪些帮助呢?首先,任何的应用都会存在对内和对外的认证,因此,这将是你提升应用安全水平的一个首要任务。其次,在复杂的应用系统和网络结构中,如何管理身份认证,既优化用户体验,又保证其安全性,对你的设计和管理能力都是一个考验。做好了身份认证,不论是在安全上,还是在个人能力上,你都能够得到极大的提升。