spring security 5 (10)-digest摘要认证

摘要认证和基本认证一样，也是由http协议定义的，对用户使用的角度来说，它们并没有区别。但是摘要认证的安全性要高出很多，并且永远不会以明文传输密码。必须先理解基本认证

基本配置

spring security内置了DigestAuthenticationFilter，封装了摘要认证逻辑，不需要你去构建AuthenticationManager。但是构建UserDetailsService是必不可少的。
同时内置了DigestAuthenticationEntryPoint，封装了摘要认证的专用登录入口。

	public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
		http
			.authorizeRequests()
				.anyRequest().authenticated().and()
				.addFilter(digestAuthenticationFilter())//在过滤链中添加摘要认证过滤器
				.exceptionHandling()
					.authenticationEntryPoint(digestAuthenticationEntryPoint())//摘要认证入口端点
				.and()
				.csrf().disable(); 
	}
	@Bean
	public DigestAuthenticationFilter digestAuthenticationFilter(){
		DigestAuthenticationFilter filter= new DigestAuthenticationFilter();
		filter.setAuthenticationEntryPoint(digestAuthenticationEntryPoint());//必须配置
		filter.setUserDetailsService(userDetailsService());//必须配置
		return filter;
	}
	@Bean
	public DigestAuthenticationEntryPoint digestAuthenticationEntryPoint() {
		DigestAuthenticationEntryPoint point = new DigestAuthenticationEntryPoint();
		point.setRealmName("realm");//realm名
		point.setKey("key");//密钥
		return point;
	}
	@Bean
	public UserDetailsService userDetailsService() {
		return new UserDetailsService() {
			public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
				//省略从数据库查询过程
				String password = "123";
				List<GrantedAuthority> authorities = new ArrayList<GrantedAuthority>();
				authorities.add(new SimpleGrantedAuthority("auth"));
				return new User(username, password, true, true, true, true, authorities);
			}
		};
	}

认证基本流程

和基本认证一样，请求url，会弹框要求输入用户名/密码。但响应头Basic变成了Digest，还多了两个参数：qop和nonce。

Digest：指摘要认证。
qop：该值决定了生成摘要的具体计算公式，及参与计算的参数。本篇仅以spring security默认公式为例。
nonce：相当于随机数。计算公式为base64(时间戳:md5(时间戳:key))。首先由时间戳和后台配置的key值，生成md5散列值，再用时间戳和md5值进行base64编码。之后客户端登录请求头都必须有nonce参数，服务端收到nonce，解码出时间戳，将其和服务端的key重新生成nonce，比对一致，由此证明请求头的nonce就是服务端原始发放的nonce，请求合法。
时间戳：服务端从nonce解码的时间戳，还会和当前时间进行比较。如果超时则验证失败，并刷新nonce放在响应头，同时增加一个响应参数stale=true。浏览器根据该参数，自动使用新的nonce重新发起认证请求，整个过程用户无感知。spring security中默认超时为5分钟，如果黑客拦截到用户认证参数，最多只能有效利用5分钟，即使他刷新nonce，不知道用户密码是无法重新认证的，下面会讲。
理论上md5散列值是不可逆的，所以黑客无法擅改nonce中的时间戳，否则会造成服务端验证nonce失败。又因为黑客不知道服务端key，所以其无法伪造nonce。

输入用户名，密码123，将和loadUserByUsername方法的返回值比对一致，认证通过。以后每次请求都会在请求头加入以下内容

Digest：摘要认证类型。
username：登录时输入的用户名。
realm：这是之前服务器响应的参数，原样返回，上一篇讲过。。。
nonce：同上，并且之后每次请求，都会用上面的方法对其进行认证。
uri：可在后台比对实际请求路径是否一致，否则有被黑客攻击的可能性。
response：将所有Authorization参数，以及用户输入的密码等，共同生成的md5摘要。服务端收到请求，会用同样的方法，并查询数据库中的用户密码再次生成摘要进行对比，只要有一个参数被擅改，结果都不一致。所以不知道用户密码，是无法生成一致摘要的。
qop：源自服务器
nc：16进制数，使用当前nonce请求次数，服务端可对其进行限制，达到一定次数主动刷新nonce，以防止被黑客利用。
cnonce：客户端生成的随机数，也会参与摘要计算，使得每次请求的response值都不一样。服务端可以保存每次请求的cnonce，如果发现其值已经存在，很可能是黑客攻击。

spring security只对核心参数如nonce做了验证，一些非核心参数验证，可以自行了解扩展。一般浏览器基本都支持摘要认证，用户输入用户名/密码后浏览器会自动生成并添加请求头所有参数，并自动缓存。

双向认证

完整的摘要认证还有一些扩展，我在spring security中并没有找到，如双向认证。服务端收到客户端的随机数后，基于它再加入用户密码等参数来生成响应md5，放在响应头中。客户端使用自己原始的随机数和密码等再生成一次md5，比对一致，从而验证服务端的真实性。

总结

摘要认证和基本认证都是早期的认证方法，现在已经用的越来越少，其验证过程比较繁琐，而且md5现在都有公开的破解网站了。但是其整体安全思路放在今天仍然是不错的防御策略，非常值的学习借鉴。