1. 背景

梳理 BA 认证的过程，以及每一步的意义和解决的问题：

1. 加密算法
2. 明文输入
3. 数字签名
4. 潜在风险：是否可能被攻破

note：

HTTP BA（基本认证）原始 BA 认证：

• HTTP 头部：Authorization
• Authorization: Basic QWxhZGRpbjpvcGVuIHNlc2FtZQ==
• 其「数字签名」默认 Base64 编码，能够被解密出来

HTTP BA 定制：

• HTTP 头部：Authorization
• Authorization: Basic QWxhZGRpbjpvcGVuIHNlc2FtZQ==
• 其「数字签名」定制的「签名算法」，「私钥」
  • 计算数字签名过程中，加入「请求参数」和「时间」
  • 防止篡改和重放攻击（时间窗口）

2. HTTP BA 认证

HTTP BA 基本数字签名：

针对用户名和密码，进行 Base64 编码：

1. 每 3 个8Bit的字节，转换为4 个 6 Bit的字节；
2. 6 Bit再添 2 位高位 0；
3. 组成四个8Bit的字节；
4. 3*8 = 4*6 = 24
5. 3 个字节，变为 4 个字节，字符串长度增长 1/3
6. Base64 的元字符：数字、字母、+、/

Base64 编码：是最简单的数字签名，能够避免人眼识别，但机器都可以解码出原文。

2.1. HTTP 请求中，未携带 BA 认证信息

客户端请求（没有认证信息）：

服务端应答：401 未授权

2.2. HTTP 请求中，携带 BA 认证信息

客户端的请求（用户名“"Aladdin”，口令, password “open sesame”）：

服务端的应答：

2.3. 工具测试 Base64 编码

可以使用 shell 来测试 base64 编码：

3. HTTP BA 定制数字签名

HTTP BA 定制数字签名的作用：

• 安全通信：防止参数篡改（无法防止窃听）

HTTP BA 认证，需要提前沟通的内容：

1. client_id：字符串，一般推荐 16个字符，代表调用方
2. secret：跟 client_id 绑定，每个 client_id 对应一个 secret
3. 数字签名算法：使用 secret，对 HTTP 请求行内容，计算数字签名
   1. 使用 Secret
   2. HTTP 请求头：请求方法、uri、date、param（param 利用 TreeMap 按照字典序排序）
   3. signature = base64 ( HMAC-SHA1 ( ( string_to_sign, appkey ) ) );
   4. string_to_sign

HTTP BA 签名的基本过程：

1. 计算数字签名，Client 端：根据 client_id，使用对应 secret，对 string_to_sign 进行数字签名运算
   1. string_to_sign：uri、date、param
2. 传输数字签名，HTTP 头部携带数字签名
   1. Authorization：头部
   2. Authorization: MWS shanghai:frJIUN8DYpKDtOLCwozzyllqDzg=
   3. MWS：M web service
   4. shanghai：client id
   5. frJIUN8DYpKDtOLCwozzyllqDzg=：具体的数字签名
3. 验证数字签名，Server 端：根据 client_id 找出对应的 secret，并根据「签名算法」，计算签名，进行校验。

BA 认证：使用「私钥」计算数字签名，通过数字签名，验证消息的完整性和可信性。

1. 私钥：双方线下沟通「身份标识」和「私钥」
2. 签名算法：线下沟通「签名算法」和「签名原始字符串」
3. 双方：都使用「私钥」、「签名算法」、「签名原始字符串」，验证数字签名的正确性

3.1. 具体算法

HMAC-SHA2

HMAC：Hash-based Message Authentication Code，使用 secret 对 message 进行hash 运算，具体 Hash 算法，MD5、SHA-1、SHA-2

• MD5：输出 hash 值 128 bit
  • MD5的全称是Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法）。128位长度。目前MD5是一种不可逆算法。
  • 具有很高的安全性。它对应任何字符串都可以加密成一段唯一的固定长度的代码。
• SHA-1：输出 hash 值 160 bit
  • SHA1的全称是Secure Hash Algorithm(安全哈希算法) 。
  • SHA1基于MD5，加密后的数据长度更长，
  • 因此，比MD5更加安全，但SHA1的运算速度就比MD5要慢了。
  • 它对长度小于264的输入，产生长度为160bit的散列值。比MD5多32位。
  • 2017年荷兰密码学研究小组CWI和Google正式宣布攻破了SHA-1
• SHA-2：输出 hash 值 256 bit 等，具体实现不同，bit 位数也不同
  • 包含SHA-256 、SHA-512等
  • 暂未被攻破

Base64

• 3 个 8 bit，变为 4 个 6 bit；
• 高位 bit，填充 0；
• 安全性：低，可以解码

4. 参考资料

• http://baike.baidu.com/item/base64
• https://zh.wikipedia.org/wiki/SHA%E5%AE%B6%E6%97%8F
• Open-详细设计-数字签名策略