浅析node应用的timing-attack安全漏洞

前言

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假如你在项目中遇到过 eslint 报错 Potential timing attack ，不可忽视！这是一个涉及到安全的问题：时序攻击。
eslint 报错原因

首先eslint引入了一个叫做eslint-plugin-security的插件，这个插件有助于识别出潜在的安全问题，但同时也会产生误报的问题，附上插件源码地址。

var keywords = '((' + [
  'password',
  'secret',
  'api',
  'apiKey',
  'token',
  'auth',
  'pass',
  'hash'
 ].join(')|(') + '))';

 var re = new RegExp('^' + keywords + '$', 'im');

 function containsKeyword (node) {
  if (node.type === 'Identifier') {
   if (re.test(node.name)) return true;
  }
  return
 }
 if (node.test.operator === '==' || node.test.operator === '===' || node.test.operator === '!=' || node.test.operator === '!==') {
  // 在这里 console 出错误
 }

首先这个插件会判断本次的运算符是否为 ==、===、！=、！==其中一种，其次检查标识符（字段名）是否包含特殊字符串password、secret、api、apiKey、token、auth、pass、hash，如果同时满足二者情况，eslint 就会编译报错 Potential timing attack。

攻击定义

timing attack：时序攻击，属于侧信道攻击 / 旁路攻击，侧信道攻击指的是利用信道外的信息，比如加解密的数据、数据比较时间、密文传输的流量和途径进行攻击的方式，相当于是“旁敲侧击”。

攻击点

首先讲讲js比较两个字符串大小的原理：

判断字符串长度是否为0，如果为0，就可以直接比较出结果；反之，进入到第二步。
字符串是由一个个字符组成，通过每个字符的charCode进行比较。
在第二步中，只要出现一个字符不同，就 return false，剩余的字符不再做比较。

单个字符的比较是很快的，攻击者可以细化测量时间精度到微秒，通过响应时间的差异推算出是从哪一个字符开始不用的，这样一次次实验或者用 Python 写个脚本去跑，就可以试出正确的密码，密码破解的难度也降低了不少。

容易受攻击的写法

if (user.password === password) {
  return { state: true }; // 登录成功
 }

防御措施

每次不同的输入会造成处理时间的不同。为了防止它，我们需要使字符串比较花费相同的时间量，无论输入的密码是什么。
不容易受攻击的写法

系统中每一个密码的长度是固定的，每次比较密码是否相同时，使用正确密码的长度作为比较次数，使用异或比较每一个字符的 Unicode 编码是否相等，并且把每一次的比较结果存放到一个数组中，最后再判断数组的每一个元素是否为0（为 0 表示两个字符相同）。

 // psdReceived 为用户输入密码；
 // psdDb 为系统中存储的正确用户密码
 const correctUser = (psdDb, psdReceived) => {
  const state = [];
  for (let i = 0; i < psdDb.length; ++i) {
   if (!psdReceived[i]) {
    state.push(false);
   } else {
    state.push(psdReceived.charCodeAt(i) ^ psdDb.charCodeAt(i));
   }
  }
  return state.length !== 0 && state.every(item => !item);
 }

三方包推荐

也可以使用 cryptiles 这个 npm 模块来解决这个问题

import cryptiles from 'cryptiles';

......
return cryptiles.fixedTimeCimparison(passwordFromDb, passwordReceived);

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浅析node应用的timing-attack安全漏洞

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