專利名稱：一種防重放攻擊的認(rèn)證方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)認(rèn)證領(lǐng)域，尤其是一種防重放攻擊的認(rèn)證方法。
背景技術(shù)：
重放攻擊(Iteplay Attacks)又稱重播攻擊、回放攻擊或新鮮性攻擊(FreshnessAttacks),是指攻擊者發(fā)送一個(gè)目的主機(jī)已接收過(guò)的包，來(lái)達(dá)到欺騙系統(tǒng)的目的，主要用于身份認(rèn)證過(guò)程，破壞認(rèn)證的正確性。 重放攻擊會(huì)不斷惡意或欺詐性地重復(fù)一個(gè)有效的數(shù)據(jù)傳輸，攻擊者利用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng)或者其他方式盜取認(rèn)證憑據(jù)，之后再把它重新發(fā)給認(rèn)證服務(wù)器，以破壞認(rèn)證的安全性。例如通過(guò)監(jiān)聽(tīng)http數(shù)據(jù)傳輸或者其他方式截獲cookie并提交cookie就是一種重放攻擊，可以輕松復(fù)制別人的cookie從而獲得相應(yīng)的認(rèn)證權(quán)限。為了避免服務(wù)器遭受重放攻擊，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用基于時(shí)間判斷的防御機(jī)制，而為了保證不同服務(wù)器直接能識(shí)別接收到的消息是否過(guò)期，時(shí)間戳在其中扮演一個(gè)重要的角色，由于標(biāo)記時(shí)間戳的一方與接收消息的一方會(huì)存在一定的時(shí)間差問(wèn)題，一般會(huì)采用IEEE1588精確時(shí)間協(xié)議(Precision Time Protocol, PTP)，或者松散的時(shí)間同步方式來(lái)進(jìn)行時(shí)間同步。若采用專門的時(shí)間同步協(xié)議，可能會(huì)導(dǎo)致通信協(xié)議或者系統(tǒng)更加復(fù)雜，以增加系統(tǒng)的不穩(wěn)定性；若采用松散的時(shí)間同步方式，即通過(guò)在兩個(gè)服務(wù)之間進(jìn)行三次握手，然后服務(wù)器計(jì)算它們之間的時(shí)間最大差值，則需要系統(tǒng)或協(xié)議能忍受一定時(shí)間的延遲或不同步問(wèn)題，但在有些系統(tǒng)或協(xié)議中這種延遲或不同步是不允許的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種勿需時(shí)間同步的防重放攻擊的認(rèn)證方法，該方法提高了認(rèn)證系統(tǒng)的安全性。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種防重放攻擊的認(rèn)證方法，包括以下步驟
客戶端發(fā)送登錄請(qǐng)求消息到登錄認(rèn)證服務(wù)器；
登錄認(rèn)證服務(wù)器生成包括標(biāo)識(shí)當(dāng)前時(shí)間的第一時(shí)間戳的認(rèn)證憑據(jù)給客戶端；
客戶端發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求、來(lái)自登錄認(rèn)證服務(wù)器的認(rèn)證憑據(jù)以及自己生成的單向數(shù)據(jù)鏈值到應(yīng)用服務(wù)器；
應(yīng)用服務(wù)器將包括認(rèn)證憑據(jù)和單向數(shù)據(jù)鏈值的信息發(fā)送到登錄認(rèn)證服務(wù)器；
登錄認(rèn)證服務(wù)器判定所述認(rèn)證憑據(jù)的正確性并計(jì)算當(dāng)前時(shí)間與第一時(shí)間戳的時(shí)間差，將用于證明用戶是否已經(jīng)登錄的認(rèn)證憑據(jù)的正確性的判定結(jié)果、所述時(shí)間差及接收到的單向數(shù)據(jù)鏈值封裝成校驗(yàn)信息發(fā)送給應(yīng)用服務(wù)器；
應(yīng)用服務(wù)器接收校驗(yàn)信息，判斷接收到的單向數(shù)據(jù)鏈值是否為最新的單向數(shù)據(jù)鏈值，若否則判定為重放消息，直接丟棄該校驗(yàn)消息；若是則根據(jù)校驗(yàn)信息對(duì)客戶端的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)響應(yīng)。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)校驗(yàn)信息對(duì)客戶端的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)響應(yīng)包括以下步驟
將校驗(yàn)信息中的時(shí)間差與設(shè)定的有效時(shí)間比較，判斷時(shí)間差是否大于設(shè)定的有效時(shí)間，若是則丟棄該校驗(yàn)信息；若否則執(zhí)行下一步驟；
判斷判定結(jié)果是否正確，若認(rèn)證憑據(jù)正確則執(zhí)行服務(wù)響應(yīng)，若否則丟棄該校驗(yàn)信息。
進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述設(shè)定的有效時(shí)間來(lái)自應(yīng)用服務(wù)器端。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述設(shè)定的有效時(shí)間來(lái)自登錄認(rèn)證服務(wù)器端。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述設(shè)定的有效時(shí)間可以人為調(diào)整。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明防重放攻擊的認(rèn)證方法，在對(duì)認(rèn)證憑證有效期的校驗(yàn)時(shí)，不是在應(yīng)用服務(wù)器端校驗(yàn)認(rèn)證憑證的時(shí)間差，而是將認(rèn)證憑證有效期的校驗(yàn)轉(zhuǎn)移到登錄認(rèn)證服務(wù)器端，由于認(rèn)證憑證上的第一時(shí)間戳是由登錄認(rèn)證服務(wù)器生產(chǎn)的，在校驗(yàn)認(rèn)證憑證的有效期時(shí)采用登錄認(rèn)證服務(wù)器本地端的時(shí)間與第一時(shí)間戳比較，保證了校驗(yàn)的準(zhǔn)確性，勿需對(duì)應(yīng)用服務(wù)器和登錄認(rèn)證服務(wù)器的時(shí)間進(jìn)行同步；進(jìn)一步通過(guò)單向數(shù)據(jù)鏈保證了用戶的合法服務(wù)請(qǐng)求不被重放攻擊的可能。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明
圖I是本發(fā)明防重放攻擊的認(rèn)證方法的步驟流程 圖2是本發(fā)明防重放攻擊的認(rèn)證方法中應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)校驗(yàn)信息對(duì)客戶端的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)響應(yīng)優(yōu)選實(shí)施例的步驟流程 圖3是本發(fā)明防重放攻擊的認(rèn)證方法應(yīng)用場(chǎng)景的示意 圖4是本發(fā)明單向數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，一種防重放攻擊的認(rèn)證方法，包括以下步驟
客戶端發(fā)送登錄請(qǐng)求消息到登錄認(rèn)證服務(wù)器；
登錄認(rèn)證服務(wù)器生成包括標(biāo)識(shí)當(dāng)前時(shí)間的第一時(shí)間戳Timesignta的認(rèn)證憑據(jù)給客戶
端;
客戶端發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求、來(lái)自登錄認(rèn)證服務(wù)器的認(rèn)證憑據(jù)以及自己生成的單向數(shù)據(jù)鏈值到應(yīng)用服務(wù)器；
應(yīng)用服務(wù)器將包括認(rèn)證憑據(jù)和單向數(shù)據(jù)鏈值的信息發(fā)送到登錄認(rèn)證服務(wù)器；
登錄認(rèn)證服務(wù)器判定所述認(rèn)證憑據(jù)的正確性并計(jì)算當(dāng)前時(shí)間Timecumnt與第一時(shí)間戳Timesignta的時(shí)間差，將用于證明用戶是否已經(jīng)登錄的認(rèn)證憑據(jù)的正確性的判定結(jié)果、所述時(shí)間差及接收到的單向數(shù)據(jù)鏈值封裝成校驗(yàn)信息發(fā)送給應(yīng)用服務(wù)器；
應(yīng)用服務(wù)器接收校驗(yàn)信息，判斷接收到的單向數(shù)據(jù)鏈值是否為最新的單向數(shù)據(jù)鏈值，上述判斷過(guò)程具體為將接收到的單向數(shù)據(jù)鏈值進(jìn)行哈希函數(shù)操作，判斷哈希函數(shù)得出的結(jié)果與應(yīng)用服務(wù)器存儲(chǔ)的單向數(shù)據(jù)鏈值是否一致，若一致則根據(jù)校驗(yàn)信息對(duì)客戶端的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)響應(yīng)，并將接收到的數(shù)據(jù)鏈值保存替換原來(lái)存儲(chǔ)的單向數(shù)據(jù)鏈值；若否則判定為重放消息，直接丟棄該校驗(yàn)消息。在應(yīng)用服務(wù)器首次響應(yīng)客戶端發(fā)出的服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，接收的單向數(shù)據(jù)鏈值即為最新的單向數(shù)據(jù)鏈值，故直接存儲(chǔ)在應(yīng)用服務(wù)器上，后續(xù)的服務(wù)響應(yīng)中，應(yīng)用服務(wù)器都需將校驗(yàn)信息中的單向數(shù)據(jù)鏈值進(jìn)行哈希函數(shù)操作與存儲(chǔ)的單向數(shù)據(jù)鏈值進(jìn)行比較，判斷接收的單向數(shù)據(jù)鏈值是否為最新的單向數(shù)據(jù)鏈值，以避免客戶端服務(wù)請(qǐng)求的重放攻擊。參照?qǐng)D4，單向數(shù)據(jù)鏈(One-Way Chains)，亦稱哈希鏈，是一種在非安全環(huán)境中的密碼保護(hù)方案，但在本發(fā)明中，借用這種機(jī)制來(lái)防止客戶端發(fā)送的服務(wù)請(qǐng)求消息的重放。圖4給出了單向數(shù)據(jù)鏈的構(gòu)成結(jié)構(gòu)和應(yīng)用結(jié)構(gòu)，單向數(shù)據(jù)鏈由反復(fù)單向執(zhí)行單向函數(shù)(也稱哈希函數(shù))F生成，并且單向函數(shù)F算法不可逆，這樣可以生成多階的單向數(shù)據(jù)鏈值Si,即F(Si) =Sp1，且Fi (Si)=Sc^由于應(yīng)用時(shí)，對(duì)Si值的選取順序剛好與該數(shù)據(jù)鏈生成的順序相反，因此即使第三方竊取了某一已應(yīng)用過(guò)的單向數(shù)據(jù)鏈值，也無(wú)法得知更新后的單向數(shù)據(jù)鏈值，從而無(wú)法對(duì)認(rèn)證消息進(jìn)行重放攻擊。本發(fā)明應(yīng)用服務(wù)器利用單向數(shù)據(jù)鏈可以保證客戶端發(fā)送的服務(wù)請(qǐng)求信息為可靠的，非重放攻擊產(chǎn)生的。 進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，參照?qǐng)D2，所述應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)校驗(yàn)信息對(duì)客戶端的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)響應(yīng)包括以下步驟
將校驗(yàn)信息中的時(shí)間差與設(shè)定的有效時(shí)間比較，判斷時(shí)間差是否大于設(shè)定的有效時(shí)間，若是則丟棄該校驗(yàn)信息；若否則執(zhí)行下一步驟；
判斷判定結(jié)果是否正確，若認(rèn)證憑據(jù)正確則執(zhí)行服務(wù)響應(yīng)，若否則丟棄該校驗(yàn)信息。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述設(shè)定的有效時(shí)間來(lái)自應(yīng)用服務(wù)器端，例如該設(shè)定的有效時(shí)間可以從應(yīng)用服務(wù)器的內(nèi)存中讀取。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述設(shè)定的有效時(shí)間來(lái)自登錄認(rèn)證服務(wù)器端，例如該設(shè)定的有效時(shí)間包含在封裝的校驗(yàn)信息中，應(yīng)用服務(wù)器可以從校驗(yàn)信息中讀取，這樣保證了在登錄認(rèn)證服務(wù)器端調(diào)整預(yù)先設(shè)定的有效時(shí)間的值。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述設(shè)定的有效時(shí)間可以人為調(diào)整，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合。圖3是本發(fā)明防重放攻擊的認(rèn)證方法應(yīng)用場(chǎng)景的示意 SI:客戶端向登錄認(rèn)證服務(wù)器發(fā)送登錄請(qǐng)求；
S2:登錄認(rèn)證服務(wù)器發(fā)送登錄響應(yīng)給客戶端，登錄響應(yīng)即為在登錄認(rèn)證服務(wù)器端生成的認(rèn)證憑據(jù)，該認(rèn)證憑據(jù)包括標(biāo)識(shí)當(dāng)前時(shí)間的第一時(shí)間戳Timesign0n，還包括用于認(rèn)證的其他信息，例如校驗(yàn)碼等，以標(biāo)識(shí)用戶是否登錄成功；
S3:用戶通過(guò)客戶端發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求給應(yīng)用服務(wù)器，該服務(wù)請(qǐng)求同時(shí)包括包含有第一時(shí)間戳Timesignta的認(rèn)證憑據(jù)以及單向數(shù)據(jù)鏈值等；用戶客戶端自身維護(hù)了一個(gè)單向數(shù)據(jù)鏈(One-Way Chains)以及其最新的鏈值,例如最新鏈值S12 ；
S4:應(yīng)用服務(wù)器將認(rèn)證憑據(jù)和單向數(shù)據(jù)鏈值S12等相關(guān)信息等發(fā)送到登錄認(rèn)證服務(wù)器；應(yīng)用服務(wù)器自身保存有上次驗(yàn)證的單向數(shù)據(jù)鏈值S11 ；
S5:登錄認(rèn)證服務(wù)器根據(jù)存儲(chǔ)的認(rèn)證信息對(duì)認(rèn)證憑據(jù)的正確性進(jìn)行判斷生成判定結(jié)果，該判定結(jié)果用于證明用戶是否已經(jīng)登錄，并計(jì)算自身的當(dāng)前時(shí)間Timeaffrait與第一時(shí)間戳Timesignta的時(shí)間差，將判定結(jié)果、時(shí)間差及單向數(shù)據(jù)鏈值S12封裝成校驗(yàn)信息發(fā)送給應(yīng)用服務(wù)器；
S6:應(yīng)用服務(wù)器接收校驗(yàn)信息，判斷接收到的單向數(shù)據(jù)鏈值S12是否為最新的單向數(shù)據(jù)鏈值，即對(duì)單向數(shù)據(jù)鏈值S12進(jìn)行哈希函數(shù)操作，判斷結(jié)果是否與存儲(chǔ)的單向數(shù)據(jù)鏈值S11 —致，若否則直接丟棄該校驗(yàn)消息；若是則繼續(xù)讀取校驗(yàn)信息中的判定結(jié)果和時(shí)間差，若服務(wù)請(qǐng)求在設(shè)定的有效時(shí)間內(nèi)認(rèn)證成功，則應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行服務(wù)響應(yīng)。在應(yīng)用服務(wù)器端存儲(chǔ)的單向數(shù)據(jù)鏈值會(huì)更新為S12。這樣即使竊聽(tīng)者嗅探到單向數(shù)據(jù)鏈值S12，由于無(wú)法推導(dǎo)出最新的單向數(shù)據(jù)鏈值S13,從而避免了重放攻擊。本發(fā)明防重放攻擊的認(rèn)證方法，將認(rèn)證憑據(jù)上的第一時(shí)間戳與生成該第一時(shí)間戳的登錄認(rèn)證服務(wù)器的本地時(shí)間進(jìn)行比較，從而節(jié)省了時(shí)間同步的麻煩，既避免了系統(tǒng)或協(xié)議的復(fù)雜又規(guī)避了時(shí)間同步導(dǎo)致的延遲，通過(guò)應(yīng)用單向數(shù)據(jù)鏈保證用戶的合法服務(wù)請(qǐng)求不被重放攻擊的可能。 以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可以作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種防重放攻擊的認(rèn)證方法，其特征在于，包括以下步驟 客戶端發(fā)送登錄請(qǐng)求消息到登錄認(rèn)證服務(wù)器； 登錄認(rèn)證服務(wù)器生成包括標(biāo)識(shí)當(dāng)前時(shí)間的第一時(shí)間戳的認(rèn)證憑據(jù)給客戶端； 客戶端發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求、來(lái)自登錄認(rèn)證服務(wù)器的認(rèn)證憑據(jù)以及自己生成的單向數(shù)據(jù)鏈值到應(yīng)用服務(wù)器； 應(yīng)用服務(wù)器將包括認(rèn)證憑據(jù)及單向數(shù)據(jù)鏈值的信息發(fā)送到登錄認(rèn)證服務(wù)器； 登錄認(rèn)證服務(wù)器判定所述認(rèn)證憑據(jù)的正確性并計(jì)算當(dāng)前時(shí)間與第一時(shí)間戳的時(shí)間差，將判定結(jié)果、所述時(shí)間差及接收到的單向數(shù)據(jù)鏈值封裝成校驗(yàn)信息發(fā)送給應(yīng)用服務(wù)器； 應(yīng)用服務(wù)器接收校驗(yàn)信息，判斷接收到的單向數(shù)據(jù)鏈值是否為最新的單向數(shù)據(jù)鏈值，若否則判定為重放消息，直接丟棄該校驗(yàn)消息；若是則根據(jù)校驗(yàn)信息對(duì)客戶端的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種防重放攻擊的認(rèn)證方法，其特征在于所述應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)校驗(yàn)信息對(duì)客戶端的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)響應(yīng)包括以下步驟 將校驗(yàn)信息中的時(shí)間差與設(shè)定的有效時(shí)間比較，判斷時(shí)間差是否大于設(shè)定的有效時(shí)間，若是則丟棄該校驗(yàn)信息；若否則執(zhí)行下一步驟； 判斷判定結(jié)果是否正確，若認(rèn)證憑據(jù)正確則執(zhí)行服務(wù)響應(yīng)，若否則丟棄該校驗(yàn)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種防重放攻擊的認(rèn)證方法，其特征在于所述設(shè)定的有效 時(shí)間來(lái)自應(yīng)用服務(wù)器端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種防重放攻擊的認(rèn)證方法，其特征在于所述設(shè)定的有效時(shí)間來(lái)自登錄認(rèn)證服務(wù)器端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種防重放攻擊的認(rèn)證方法，其特征在于所述設(shè)定的有效 時(shí)間可以人為調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種防重放攻擊的認(rèn)證方法，該方法將客戶端從登錄認(rèn)證服務(wù)器端獲取的帶有第一時(shí)間戳的認(rèn)證憑據(jù)同服務(wù)請(qǐng)求傳送到應(yīng)用服務(wù)器，并使用單向數(shù)據(jù)鏈來(lái)標(biāo)識(shí)用戶請(qǐng)求的順序，在登錄認(rèn)證服務(wù)器端計(jì)算當(dāng)前時(shí)間與第一時(shí)間戳的時(shí)間差，并將判定結(jié)果、時(shí)間差及單向數(shù)據(jù)鏈值封裝成校驗(yàn)信息發(fā)送給應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)接收到的單向數(shù)據(jù)鏈值判斷該校驗(yàn)信息是否為重放信息，進(jìn)一步還可以根據(jù)時(shí)間差、判定結(jié)果判斷服務(wù)請(qǐng)求是否在有效時(shí)間內(nèi)通過(guò)認(rèn)證。本發(fā)明方法勿需時(shí)間同步，既避免了系統(tǒng)或協(xié)議的復(fù)雜又規(guī)避了時(shí)間同步導(dǎo)致的延遲，通過(guò)應(yīng)用單向數(shù)據(jù)鏈保證用戶請(qǐng)求不被重放攻擊的可能。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102739659SQ20121020026
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月16日
發(fā)明者巴鐘杰, 李子柳, 李驚生, 趙淦森 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué), 廣州杰賽科技股份有限公司