Web应用程序安全性

 

一、      现状

目前好多Web应用程序没有对用户名、密码、卡号等敏感信息加密，这些信息明文通过互联网络到服务端，包括一些电子商务网站也是如此，这种情况存在很大的安全隐患。比如一些黑客窃取这些信息后，不需要任何处理，就可以应用这些信息了，想一想后果是多么危险啊，一些重要信息被盗，银行存款被划……

针对目前的这些情况，我们有必要加强Web应用程序的安全，今天我从网上所有一些资料和自己的一些理解，从客户端，服务器端和CA等方面做一个大致的介绍，引起大家重视，起到抛砖引玉的作用。

二、      客户端加密

在客户端加密主要有两种方法：一种是脚本语言编写加密方法对重要信息加密，另一种是使用ssl加密，以下介绍javascript编写的加密和ssl加密知识。

1.         Javascript 代码

l         MD5 加密

       从国外网站下载了一个比较经典的Md5方法代码如下：

/*

 * A JavaScript implementation of the RSA Data Security, Inc. MD5 Message

 * Digest Algorithm, as defined in RFC 1321.

 * Version 2.1 Copyright (C) Paul Johnston 1999 - 2002.

 * Other contributors: Greg Holt, Andrew Kepert, Ydnar, Lostinet

 * Distributed under the BSD License

 * See http://pajhome.org.uk/crypt/md5 for more info.

 */

 

/*

 * Configurable variables. You may need to tweak these to be compatible with

 * the server-side, but the defaults work in most cases.

 */

var hexcase = 0; /* hex output format. 0 - lowercase; 1 - uppercase         */

var b64pad = ""; /* base-64 pad character. "=" for strict RFC compliance    */

var chrsz    = 8; /* bits per input character. 8 - ASCII; 16 - Unicode      */

 

/*

 * These are the functions you'll usually want to call

 * They take string arguments and return either hex or base-64 encoded strings

 */

function hex_md5(s){ return binl2hex(core_md5(str2binl(s), s.length * chrsz));}

function b64_md5(s){ return binl2b64(core_md5(str2binl(s), s.length * chrsz));}

function str_md5(s){ return binl2str(core_md5(str2binl(s), s.length * chrsz));}

function hex_hmac_md5(key, data) { return binl2hex(core_hmac_md5(key, data)); }

function b64_hmac_md5(key, data) { return binl2b64(core_hmac_md5(key, data)); }

function str_hmac_md5(key, data) { return binl2str(core_hmac_md5(key, data)); }

 

/*

 * Perform a simple self-test to see if the VM is working

 */

function md5_vm_test()

{

 return hex_md5("abc") == "900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72";

}

 

/*

 * Calculate the MD5 of an array of little-endian words, and a bit length

 */

function core_md5(x, len)

{

 /* append padding */

 x[len >> 5] |= 0x80 << ((len) % 32);

 x[(((len + 64) >>> 9) << 4) + 14] = len;

 

 var a = 1732584193;

 var b = -271733879;

 var c = -1732584194;

 var d = 271733878;

 

 for(var i = 0; i < x.length; i += 16)

 {

    var olda = a;

    var oldb = b;

    var oldc = c;

    var oldd = d;

 

    a = md5_ff(a, b, c, d, x[i+ 0], 7 , -680876936);

    d = md5_ff(d, a, b, c, x[i+ 1], 12, -389564586);

    c = md5_ff(c, d, a, b, x[i+ 2], 17, 606105819);

    b = md5_ff(b, c, d, a, x[i+ 3], 22, -1044525330);

    a = md5_ff(a, b, c, d, x[i+ 4], 7 , -176418897);

    d = md5_ff(d, a, b, c, x[i+ 5], 12, 1200080426);

    c = md5_ff(c, d, a, b, x[i+ 6], 17, -1473231341);

    b = md5_ff(b, c, d, a, x[i+ 7], 22, -45705983);

    a = md5_ff(a, b, c, d, x[i+ 8], 7 , 1770035416);

    d = md5_ff(d, a, b, c, x[i+ 9], 12, -1958414417);

    c = md5_ff(c, d, a, b, x[i+10], 17, -42063);

    b = md5_ff(b, c, d, a, x[i+11], 22, -1990404162);

    a = md5_ff(a, b, c, d, x[i+12], 7 , 1804603682);

    d = md5_ff(d, a, b, c, x[i+13], 12, -40341101);

    c = md5_ff(c, d, a, b, x[i+14], 17, -1502002290);

    b = md5_ff(b, c, d, a, x[i+15], 22, 1236535329);

 

    a = md5_gg(a, b, c, d, x[i+ 1], 5 , -165796510);

    d = md5_gg(d, a, b, c, x[i+ 6], 9 , -1069501632);

    c = md5_gg(c, d, a, b, x[i+11], 14, 643717713);

    b = md5_gg(b, c, d, a, x[i+ 0], 20, -373897302);

    a = md5_gg(a, b, c, d, x[i+ 5], 5 , -701558691);

    d = md5_gg(d, a, b, c, x[i+10], 9 , 38016083);

    c = md5_gg(c, d, a, b, x[i+15], 14, -660478335);

    b = md5_gg(b, c, d, a, x[i+ 4], 20, -405537848);

    a = md5_gg(a, b, c, d, x[i+ 9], 5 , 568446438);

    d = md5_gg(d, a, b, c, x[i+14], 9 , -1019803690);

    c = md5_gg(c, d, a, b, x[i+ 3], 14, -187363961);

    b = md5_gg(b, c, d, a, x[i+ 8], 20, 1163531501);

    a = md5_gg(a, b, c, d, x[i+13], 5 , -1444681467);

    d = md5_gg(d, a, b, c, x[i+ 2], 9 , -51403784);

    c = md5_gg(c, d, a, b, x[i+ 7], 14, 1735328473);

    b = md5_gg(b, c, d, a, x[i+12], 20, -1926607734);

 

    a = md5_hh(a, b, c, d, x[i+ 5], 4 , -378558);

    d = md5_hh(d, a, b, c, x[i+ 8], 11, -2022574463);

    c = md5_hh(c, d, a, b, x[i+11], 16, 1839030562);

    b = md5_hh(b, c, d, a, x[i+14], 23, -35309556);

    a = md5_hh(a, b, c, d, x[i+ 1], 4 , -1530992060);

    d = md5_hh(d, a, b, c, x[i+ 4], 11, 1272893353);

    c = md5_hh(c, d, a, b, x[i+ 7], 16, -155497632);

    b = md5_hh(b, c, d, a, x[i+10], 23, -1094730640);

    a = md5_hh(a, b, c, d, x[i+13], 4 , 681279174);

    d = md5_hh(d, a, b, c, x[i+ 0], 11, -358537222);

    c = md5_hh(c, d, a, b, x[i+ 3], 16, -722521979);

    b = md5_hh(b, c, d, a, x[i+ 6], 23, 76029189);

    a = md5_hh(a, b, c, d, x[i+ 9], 4 , -640364487);

    d = md5_hh(d, a, b, c, x[i+12], 11, -421815835);

    c = md5_hh(c, d, a, b, x[i+15], 16, 530742520);

    b = md5_hh(b, c, d, a, x[i+ 2], 23, -995338651);

 

    a = md5_ii(a, b, c, d, x[i+ 0], 6 , -198630844);

    d = md5_ii(d, a, b, c, x[i+ 7], 10, 1126891415);

    c = md5_ii(c, d, a, b, x[i+14], 15, -1416354905);

    b = md5_ii(b, c, d, a, x[i+ 5], 21, -57434055);

    a = md5_ii(a, b, c, d, x[i+12], 6 , 1700485571);

    d = md5_ii(d, a, b, c, x[i+ 3], 10, -1894986606);

    c = md5_ii(c, d, a, b, x[i+10], 15, -1051523);

    b = md5_ii(b, c, d, a, x[i+ 1], 21, -2054922799);

    a = md5_ii(a, b, c, d, x[i+ 8], 6 , 1873313359);

    d = md5_ii(d, a, b, c, x[i+15], 10, -30611744);

    c = md5_ii(c, d, a, b, x[i+ 6], 15, -1560198380);

    b = md5_ii(b, c, d, a, x[i+13], 21, 1309151649);

    a = md5_ii(a, b, c, d, x[i+ 4], 6 , -145523070);

    d = md5_ii(d, a, b, c, x[i+11], 10, -1120210379);

    c = md5_ii(c, d, a, b, x[i+ 2], 15,  718787259);

    b = md5_ii(b, c, d, a, x[i+ 9], 21, -343485551);

 

    a = safe_add(a, olda);

    b = safe_add(b, oldb);

    c = safe_add(c, oldc);

    d = safe_add(d, oldd);

 }

 return Array(a, b, c, d);

 

}

 

/*

 * These functions implement the four basic operations the algorithm uses.

 */

function md5_cmn(q, a, b, x, s, t)

{

 return safe_add(bit_rol(safe_add(safe_add(a, q), safe_add(x, t)), s),b);

}

function md5_ff(a, b, c, d, x, s, t)

{

 return md5_cmn((b & c) | ((~b) & d), a, b, x, s, t);

}

function md5_gg(a, b, c, d, x, s, t)

{

 return md5_cmn((b & d) | (c & (~d)), a, b, x, s, t);

}

function md5_hh(a, b, c, d, x, s, t)

{

 return md5_cmn(b ^ c ^ d, a, b, x, s, t);

}

function md5_ii(a, b, c, d, x, s, t)

{

 return md5_cmn(c ^ (b | (~d)), a, b, x, s, t);

}

 

/*

 * Calculate the HMAC-MD5, of a key and some data

 */

function core_hmac_md5(key, data)

{

 var bkey = str2binl(key);

 if(bkey.length > 16) bkey = core_md5(bkey, key.length * chrsz);

 

 var ipad = Array(16), opad = Array(16);

 for(var i = 0; i < 16; i++)

 {

    ipad[i] = bkey[i] ^ 0x36363636;

    opad[i] = bkey[i] ^ 0x5C5C5C5C;

 }

 

 var hash = core_md5(ipad.concat(str2binl(data)), 512 + data.length * chrsz);

 return core_md5(opad.concat(hash), 512 + 128);

}

 

/*

 * Add integers, wrapping at 2^32. This uses 16-bit operations internally

 * to work around bugs in some JS interpreters.

 */

function safe_add(x, y)

{

 var lsw = (x & 0xFFFF) + (y & 0xFFFF);

 var msw = (x >> 16) + (y >> 16) + (lsw >> 16);

 return (msw << 16) | (lsw & 0xFFFF);

}

 

/*

 * Bitwise rotate a 32-bit number to the left.

 */

function bit_rol(num, cnt)

{

 return (num << cnt) | (num >>> (32 - cnt));

}

 

/*

 * Convert a string to an array of little-endian words

 * If chrsz is ASCII, characters >255 have their hi-byte silently ignored.

 */

function str2binl(str)

{

 var bin = Array();

 var mask = (1 << chrsz) - 1;

 for(var i = 0; i < str.length * chrsz; i += chrsz)

    bin[i>>5] |= (str.charCodeAt(i / chrsz) & mask) << (i%32);

 return bin;

}

 

/*

 * Convert an array of little-endian words to a string

 */

function binl2str(bin)

{

 var str = "";

 var mask = (1 << chrsz) - 1;

 for(var i = 0; i < bin.length * 32; i += chrsz)

    str += String.fromCharCode((bin[i>>5] >>> (i % 32)) & mask);

 return str;

}

 

/*

 * Convert an array of little-endian words to a hex string.

 */

function binl2hex(binarray)

{

 var hex_tab = hexcase ? "0123456789ABCDEF" : "0123456789abcdef";

 var str = "";

 for(var i = 0; i < binarray.length * 4; i++)

 {

    str += hex_tab.charAt((binarray[i>>2] >> ((i%4)*8+4)) & 0xF) +

           hex_tab.charAt((binarray[i>>2] >> ((i%4)*8 )) & 0xF);

 }

 return str;

}

 

/*

 * Convert an array of little-endian words to a base-64 string

 */

function binl2b64(binarray)

{

 var tab = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

 var str = "";

 for(var i = 0; i < binarray.length * 4; i += 3)

 {

    var triplet = (((binarray[i   >> 2] >> 8 * ( i   %4)) & 0xFF) << 16)

                | (((binarray[i+1 >> 2] >> 8 * ((i+1)%4)) & 0xFF) << 8 )

                | ((binarray[i+2 >> 2] >> 8 * ((i+2)%4)) & 0xFF);

    for(var j = 0; j < 4; j++)

    {

      if(i * 8 + j * 6 > binarray.length * 32) str += b64pad;

      else str += tab.charAt((triplet >> 6*(3-j)) & 0x3F);

    }

 }

 return str;

}

 

l         Base64 位加密

l         base64   加密跟解密

var base64EncodeChars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
var base64DecodeChars = new Array(
    -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
    -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
    -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 62, -1, -1, -1, 63,
    52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
    -1,  0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14,
    15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, -1, -1, -1, -1, -1,
    -1, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
    41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, -1, -1, -1, -1, -1);

//64 加密
function base64encode(str) {
    var out, i, len;
    var c1, c2, c3;
    len = str.length;
    i = 0;
    out = "";
    while(i < len) {
    c1 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
    if(i == len)
    {
        out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
        out += base64EncodeChars.charAt((c1 & 0x3) << 4);
        out += "==";
        break;
    }
    c2 = str.charCodeAt(i++);
    if(i == len)
    {
        out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
        out += base64EncodeChars.charAt(((c1 & 0x3)<< 4) | ((c2 & 0xF0) >> 4));
        out += base64EncodeChars.charAt((c2 & 0xF) << 2);
        out += "=";
        break;
    }
    c3 = str.charCodeAt(i++);
    out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
    out += base64EncodeChars.charAt(((c1 & 0x3)<< 4) | ((c2 & 0xF0) >> 4));
    out += base64EncodeChars.charAt(((c2 & 0xF) << 2) | ((c3 & 0xC0) >>6));
    out += base64EncodeChars.charAt(c3 & 0x3F);
    }
    return out;
}

//64 解密
function base64decode(str) {
    var c1, c2, c3, c4;
    var i, len, out;
    len = str.length;
    i = 0;
    out = "";
    while(i < len) {
    /* c1 */
    do {
        c1 = base64DecodeChars[str.charCodeAt(i++) & 0xff];
    } while(i < len && c1 == -1);
    if(c1 == -1)
        break;
    /* c2 */
    do {
        c2 = base64DecodeChars[str.charCodeAt(i++) & 0xff];
    } while(i < len && c2 == -1);
    if(c2 == -1)
        break;
    out += String.fromCharCode((c1 << 2) | ((c2 & 0x30) >> 4));
    /* c3 */
    do {
        c3 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
        if(c3 == 61)
        return out;
        c3 = base64DecodeChars[c3];
    } while(i < len && c3 == -1);
    if(c3 == -1)
        break;
    out += String.fromCharCode(((c2 & 0XF) << 4) | ((c3 & 0x3C) >> 2));
    /* c4 */
    do {
        c4 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
        if(c4 == 61)
        return out;
        c4 = base64DecodeChars[c4];
    } while(i < len && c4 == -1);
    if(c4 == -1)
        break;
    out += String.fromCharCode(((c3 & 0x03) << 6) | c4);
    }
    return out;
}

 

l         utf 8 位与16位互转   没有使用过

function utf16to8(str) {
    var out, i, len, c;
    out = "";
    len = str.length;
    for(i = 0; i < len; i++) {
    c = str.charCodeAt(i);
    if ((c >= 0x0001) && (c <= 0x007F)) {
        out += str.charAt(i);
    } else if (c > 0x07FF) {
        out += String.fromCharCode(0xE0 | ((c >> 12) & 0x0F));
        out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >>  6) & 0x3F));
        out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >>  0) & 0x3F));
    } else {
        out += String.fromCharCode(0xC0 | ((c >>  6) & 0x1F));
        out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >>  0) & 0x3F));
    }
    }
    return out;
}
function utf8to16(str) {
    var out, i, len, c;
    var char2, char3;
    out = "";
    len = str.length;
    i = 0;
    while(i < len) {
    c = str.charCodeAt(i++);
    switch(c >> 4)
    {
      case 0: case 1: case 2: case 3: case 4: case 5: case 6: case 7:
        // 0xxxxxxx
        out += str.charAt(i-1);
        break;
      case 12: case 13:
        // 110x xxxx   10xx xxxx
        char2 = str.charCodeAt(i++);
        out += String.fromCharCode(((c & 0x1F) << 6) | (char2 & 0x3F));
        break;
      case 14:
        // 1110 xxxx  10xx xxxx  10xx xxxx
        char2 = str.charCodeAt(i++);
        char3 = str.charCodeAt(i++);
        out += String.fromCharCode(((c & 0x0F) << 12) |
                       ((char2 & 0x3F) << 6) |
                       ((char3 & 0x3F) << 0));
        break;
    }
    }
    return out;
}

l         选择加密方法

最常用的方法是Md5加密，虽然Md5传言已经被破解，可以所有的代价我认为也是很大的。如果你想还原加密的明文，那么最好用base64位加密，然后调用base64位解密，就可以了

通过测试需要加密的文本不能包含中文。

l         好处

第一 加密方法在客户端运行，减轻服务器的压力

第二 密码是直接在客户端就进行加密，不像php要传到服务器端才加密，这样传输过程的安全也得到进一步的加强。

 

2.         ssl 加密

全球许多知名企业采用 SSL（Security Socket Layer）加密机制。 SSL是Netscape公司所提出的安全保密协议，在浏览器（如Internet Explorer、Netscape Navigator）和Web服务器（如Netscape的Netscape Enterprise Server、ColdFusion Server等等）之间构造安全通道来进行数据传输，SSL运行在TCP/IP层之上、应用层之下，为应用程序提供加密数据通道，它采用了 RC4、MD5以及RSA等加密算法，使用40 位的密钥，适用于商业信息的加密。同时，Netscape公司相应开发了HTTPS协议并内置于其浏览器中，HTTPS实际上就是SSL over HTTP，它使用默认端口443，而不是像HTTP那样使用端口80来和TCP/IP进行通信。HTTPS协议使用SSL在发送方把原始数据进行加密，然后在接受方进行解密，加密和解密需要发送方和接受方通过交换共知的密钥来实现，因此，所传送的数据不容易被网络黑客截获和解密。

加密和解密过程需要耗费系统大量的开销，严重降低机器的性能，相关测试数据表明使用HTTPS协议传输数据的工作效率只有使用HTTP协议传输的十分之一。

三、      服务器加密

              在服务器端对信息进行加密，加密方法有 单钥密码体制的DES，消息摘要的 MD5, 及非对称及公钥体系的 RSA ， java 语句提供了对这些加密与相应解密的开发类，使用非常方便。

四、      CA认证

电子商务认证授权机构（ CA, Certificate Authority ），也称为电子商务认证中心，是负责发放和管理数字证书的权威机构，并作为电子商务交易中受信任的第三方，承担公钥体系中公钥的合法性检验的责任。

CA 中心为每个使用公开密钥的用户发放一个数字证书，数字证书的作用是证明证书中列出的用户合法拥有证书中列出的公开密钥。 CA 机构的数字签名使得攻击者不能伪造和篡改证书。在 SET 交易中， CA 不仅对持卡人、商户发放证书，还要对获款的银行、网关发放证书。

为保证用户之间在网上传递信息的安全性、真实性、可靠性、完整性和不可抵赖性，不仅需要对用户的身份真实性进行验证，也需要有一个具有权威性、公正性、唯一性的机构，负责向电子商务的各个主体颁发并管理符合国内、国际安全电子交易协议标准的电子商务安全证，并负责管理所有参与网上交易的个体所需的数字证书，因此是安全电子交易的核心环节。