深入了解重放攻击和如何防范

重放攻击的概念

根据百科的解释：

重放攻击（Replay Attacks）又称重播攻击、回放攻击或新鲜性攻击（Freshness Attacks），是指攻击者发送一个目的主机已接收过的包，来达到欺骗系统的目的，主要用于身份认证过程，破坏认证的正确性。 它是一种攻击类型，这种攻击会不断恶意或欺诈性地重复一个有效的数据传输，重放攻击可以由发起者，也可以由拦截并重发该数据的敌方进行。攻击者利用网络监听或者其他方式盗取认证凭据，之后再把它重新发给认证服务器。从这个解释上理解，加密可以有效防止会话劫持，但是却防止不了重放攻击。重放攻击任何网络通讯过程中都可能发生。重放攻击是计算机世界黑客常用的攻击方式之一，它的书面定义对不了解密码学的人来说比较抽象。

概念性的几个防御手段

时间戳

“时戳”──代表当前时刻的数 基本思想──A接收一个消息当且仅当其包含一个对A而言足够接近当前时刻的时戳 原理──重放的时戳将相对远离当前时刻 时钟要求──通信各方的计算机时钟保持同步 处理方式──设置大小适当的时间窗（间隔），越大越能包容网络传输延时，越小越能防重放攻击 适用性──用于非连接性的对话（在连接情形下双方时钟若偶然出现不同步，则正确的信息可能会被误判为重放信息而丢弃，而错误的重放信息可能会当作最新信息而接收）

序号

通信双方通过消息中的序列号来判断消息的新鲜性 要求通信双方必须事先协商一个初始序列号，并协商递增方法

提问与应答

“现时”──与当前事件有关的一次性随机数N（互不重复即可） 基本做法──期望从B获得消息的A 事先发给B一个现时N，并要求B应答的消息中包含N或f(N)，f是A、B预先约定的简单函数 原理──A通过B回复的N或f(N)与自己发出是否一致来判定本次消息是不是重放的 时钟要求──无 适用性──用于连接性的对话 重放攻击是对协议的攻击中危害最大、最常见的一种攻击形式。

以登陆为例看具体的例子

常规流程

1. 前端web页面用户输入账号、密码，点击登录。
2. 请求提交之前，web端首先通过客户端脚本如javascript对密码原文进行md5加密。
3. 提交账号、md5之后的密码
4. 请求提交至后端，验证账号与密码是否与数据库中的一致，一致则认为登录成功，反之失败。

有什么问题呢？

上述流程看似安全，认为传输过程中的密码是md5之后的，即使被监听截取到，由于md5的不可逆性，密码明文也不会泄露。其实不然！监听者无需解密出密码明文即可登录！监听者只需将监听到的url（如：http://****/login.do?method=login&password=md5之后的密码&userid=登录账号）重放一下，即可冒充你的身份登录系统。

稍微安全点的方式

1. 进入登陆页面时，生成一个随机码（称之为盐值），在客户端页面和session中各保存一份。
2. 客户端提交登录请求时，将md5之后的密码与该随机码拼接后，再次执行md5，然后提交（提交的密码=md5(md5(密码明文)+随机码)）。
3. 后端接收到登录请求后，将从数据库中查询出的密码与session中的随机码拼接后，md5运算，然后与前端传递的结果进行比较。

为何要这样？

该登录方式，即使登录请求被监听到，回放登录URL，由于随机码不匹配（监听者的session中的随机码与被监听者的session中的随机码相同概率可忽略），无法登录成功。 该登录方式，由于传输的密码是原密码md5之后与随机码再次md5之后的结果，即使监听者采用暴力破解的方式，也很难解密出密码明文。

更进一步

考虑到密码输入的方便性，好多用户的密码都设置的很短，并且不够复杂，往往是6位数字字母组合，这样的密码md5之后保存到数据库，一旦数据库数据泄露，简单密码的md5结果很容易通过暴力破解的方式给解密出来，何况md5出现了这么多年，可能已经有不少字典了！同时为了方便用户登录的方便性，我们的系统一般不可能要求用户设置很长、很复杂的密码！怎么办？加固定盐值。

1. 系统设置一个固定的盐值，该盐值最好足够复杂，如:1qaz2wsx3edc4rfv!@#$%^&qqtrtRTWDFHAJBFHAGFUAHKJFHAJHFJHAJWRFA
2. 用户注册、修改密码时，将用户的原始密码与我们的固定盐值拼接，然后做md5运算。
3. 传递至后端，保存进数据库（数据库中保存的密码是用户的原始密码拼接固定盐值后，md5运算后的结果）。
4. 登录时，将用户的原始密码与我们的固定盐值进行拼接，然后做md5运算，运算后的结果再拼接上我们的随机码，再次md5运算，然后提交。
5. 后端接收到登录请求后，将从数据库中查询出的密码与session中的随机码拼接后，md5运算，然后与前端传递的结果进行比较。

再再进一步

1. 加登录验证码，可预防人为地暴力登录破解
2. 账户锁定，如果用户密码输入错误次数达到一定量后（如6次），则可以锁定该账号