一种无需存储即可验证会话 cookie 的方法

Question

基本信息

• 我有一个网络服务器，里面有所有花哨的东西。
• 它在我的半土豆 PC 上运行，所以我没有任何可用的 64TB SSD 存储空间。
• 我必须关心可扩展性，因为有一天我可能有 1000 个用户。

  哇，这样的用户，非常多！

• 如果用户丢失他的设备，我不希望任何密码被盗。所以我决定使用会话。
• 我不想存储所有用户会话，因为这可能是 100 台设备。所以1000 * 100 是很多会话cookie。
• 我想到了一种方法不存储，而是验证会话以检查请求是否来自帐户所有者。

结构

全球

// Secret 128 bytes array.
const ByteArray serverMagic;

// Generates a SHA512 hash based on data.
function hash(ByteArray data);

// Encodes array of bytes into base64 string.
function base64(ByteArray data);

// Returns current time on the server.
function getCurrentDate();

// Returns userMagic based on the user ID.
function getUserMagic(Integer uid);

// Returns true if user entered wrong password.
function isLoginInvalid(Integer uid, String password);

function Object.toShortString(); // Encodes an object into a short ASCII string.

针对每个用户

const Integer uid; // User ID.
var String password; // Secret code that gives you all of that damn power.
var ByteArray userMagic // Secret 128 bytes array.

逻辑

如果用户想登录

他将发送：

• 会话到期日期（因此 cookie 在所需时间后将失效）
• 用户 ID
• 密码（或者密码的哈希，没关系）

function logIn(Date expire, Integer uid, String password) {
  if(isLoginInvalid(uid, password)) then
    return error;

  String encExpire = expire.toShortString();
  String encUID = uid.toShortString();

  ByteArray userMagic = getUserMagic(uid);

  ByteArray food = encExpire + '_' + serverMagic + userMagic + '_' + encUID;
  ByteArray hash = hash(food);

  String session = encExpire + '_' + encUID + '_' + base64(hash);
  return session;
}

客户端将保存该会话 cookie。

如果用户会采取一些行动

他会向服务器发送一个会话 cookie。

// After parsing session cookie
function request(Date sessionExpire, Integer uid, ByteArray sessionHash) {
  if(sessionExpire < getCurrentDate()) then
    return error;

  String encExpire = sessionExpire.toShortString();
  String encUID = uid.toShortString();

  ByteArray userMagic = getUserMagic(uid);

  ByteArray food = encExpire + '_' + serverMagic + userMagic + '_' + encUID;
  ByteArray hash = hash(food);

  if(hash == sessionHash) then
    return success;
  else
    return error;
}

如果用户想要使所有会话无效

由于设备丢失或密码更改，服务器只能生成一个新的userMagic，这将使之前的所有会话cookies无效。

问题

• 不存储会话是存储的好方法吗？
• 我的系统是否存在缺陷？
• 能破解吗？
  • 又如何破解？
• 怎么会被滥用？
• 如何改进我的系统？

Answer 1

修改后的答案：

此类解决方案的问题在于它们通常容易受到非常微妙的错误的影响，例如length extension attacks。安全起见，改用HMAC。

仅供参考 .Net 的一些结构与此差别不大，但使用 HMAC 且没有用户魔法。

上一个，撤回的答案：

任何用户都可以计算：

String session = encExpire + '_' + encUID + '_' + base64(hash);

这意味着任何用户都可以创建任意会话。黑客将 encUID 设置为管理员 uid 来执行此操作，管理员 uid 可能是 1 或 0 或类似的值。

我可能会建议使用带有密钥的 HMAC 来修复此错误，但您真的不应该自己实现这个。寻找一个广泛使用且经过深入研究的库，它可以为您进行会话管理，而不是尝试重新发明轮子。