CN110995672A - 一种用于软件开发的网络安全认证方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于软件开发的网络安全认证方法，包括以下步骤：前台界面对用户输入数据过滤，具体操作包括：前台界面对用户输入内容进行正则校验，过滤掉敏感的信息；用户首先在前台发起API请求，进行身份认证，判断是否拥有API访问权限；判断用户是否具有访问相应资源的权限，验证用户是否具备操作数据的权限。与现有技术相比，本发明具有的积极效果包括：1、有效的防御了SQL注入、XSS、会话劫持等对本***的攻击，从而保证了***存储的数据信息的安全性；2、经测试，本发明可有效的防御***存在的越权访问漏洞；3、保障了***后期的顺利部署上线与用户的安全使用。

Description

一种用于软件开发的网络安全认证方法
技术领域
本发明涉及网络安全中的认证与授权领域，具体涉及一种网络安全认证方法。
背景技术
认证就是对***的使用者进行认证，使用者需要登录凭证才能成功访问***。主流的认证方式是通过用户名和密码进行认证。每个网站在设计时，都会采用相应的策略来设计自己的密码认证方案，“密码强度”是需首要考虑的问题。目前并没有一个标准的密码策略，但是根据OWASP推荐的一些最佳实践，可总结出如下密码策略：密码长度方面：普通应用要求长度为6位以上；重要应用要求长度为8位以上，并考虑双因素认证。密码复杂度方面：密码区分大小写字母；密码为大写字母、小写字母、数字、特殊符号中两种以上的组合；不要有连续性的字符，比如1234abcd；尽量避免出现重复的字符，比如1111。
网站经过认证后，还需要针对网站所持有的资源，对访问的用户进行授权。授权即访问控制，常见的方式有“基于URL的访问控制”、“基于数据的访问控制”。
用户登录Web网站，客户端与服务器端是通过HTTP协议通信的，而它是无状态的。每次的登录都是一次请求，也即一次会话。本次请求结束后，服务器端不能判断下次请求的发送方，因此对发送方的认证就显得尤为重要。用户登录后，服务器端会创建一个新的会话Session。Session中保存用户的状态和登录等信息。服务器端同时生成的SessionID会被发送至客户端，保存在Cookie中。这样用户发送登录请求时，Cookie随着HTTP请求头发送，服务器将用户Cookie里面记录的SessionID和服务器内存中存放的SessionID进行比对，从而找到用户相对应的session进行操作。这种方式风险很大：SessionID可在浏览器控制台获取到，对其窃取后仅使用该SessionID而不需要密码就可登录***，这种攻击方式称为Session劫持(即会话劫持)。SQL Injection(SQL注入)，是通过在Web表单***SQL命令或者在域名中拼接SQL字符来欺骗服务器执行恶意的SQL命令，其本质是构造恶意的SQL命令攻击数据库，用以窃取重要信息，如***用户的用户名和密码等。恶意的SQL命令通过Web表单***用于攻击的字符或在URL中拼接敏感字符来构建。SQL注入攻击发生于浏览器向服务端发送HTTP动态请求，如http://10.0.2.105:9000/poss/sm/role/queryRole.action？roleId＝1or 1＝1，通过此URL请求角色编号为1的角色信息，但拼接“or 1＝1”参数后悔导致“roleId＝1”限制条件失效，从而查询出所有的角色信息。XSS攻击，是通过在Web页面中注入恶意篡改的代码后，被浏览器成功的执行以达到攻击的目的。即使黑客无法使用用户的浏览器，也可以设定陷阱让用户自己去提交预先编写好的恶意代码。比如黑客给用户提供一个链接，在页面点击该链接就会发起一个HTTP请求，将嵌入恶意代码的表单信息进行提交，从而完成了有效的XSS攻击。
发明内容
针对会话劫持问题，本发明旨在提出一种用于软件开发的网络安全认证方法，基于Token机制，在服务器端分配***操作员编号并添加至前台请求信息；针对水平与垂直越权问题，在现有的权限模型基础上进行细化，同时将服务端资源进行细分，并设计***对不符合当前权限的请求信息进行拦截。
本发明的一种用于软件开发的网络安全认证方法，该方法包括以下步骤：
前台界面对用户输入数据过滤，具体操作包括：前台界面对用户输入内容进行正则校验，过滤掉敏感的信息；
用户首先在前台发起API请求；
进行身份认证，具体过程是：服务器端接收后进行相应处理，客户端使用用户名密码进行认证；
服务端生成Access Token和有效期更长的Refresh Token；
客户端访问需要认证的接口资源时，携带Access Token；
如果Access Token没有过期，服务端鉴权后返回给客户端需要的数据；
如果携带Access Token访问需要认证的接口时鉴权失败，则客户端使用RefreshToken向刷新接口申请新的Access Token；
如果Refresh Token没有过期，服务端向客户端下发新的Access Token；
客户端使用新的Access Token访问需要身份认证的接口；
根据角色获取可访问的API清单，依照访问控制模型将API清单分别对应到匿名访问API、公共访问API和授权访问API；
判断是否拥有API访问权限？具体过程是：从Session中获取用户信息，判断token是否为空以及请求生成的编号opsId是否与服务器端保存的操作员编号相同，若符合条件，则XSS攻击过滤器会放行请求，继续往下执行；否则会返回错误信息日志，并把错误状态码401或403返回给前台页面；在此步骤实现了基于数据的访问控制，解决水平越权访问问题；
在设计SQL注入敏感字符匹配表达式时，将等敏感字符替换为“FORBID”，之后只要验证存在“FORBID”的就进行拦截；如果不存在上述字符，则请求验证通过；攻击过滤器截取客户端发送的请求以及Web服务端返回的响应信息，并按照设定的规则进行过滤，过滤的处理过程为：对客户端发送的HTTP请求所携带的信息进行拦截，基于正则表达式，对请求信息中可能包含的非法SQL字符进行校验与替换，对容易引起XSS漏洞的字符进行校验与替换，过滤掉非法的URL、去除一些非法字符以及统一设置字符编码等，有效减轻服务器端的负载，并有效的防止各类网络安全攻击；
通过编码设计授权***，判断用户是否具有访问相应资源的权限；验证用户是否具备操作数据的权限。
与现有技术相比，本发明的一种用于软件开发的网络安全认证方法具有以下积极效果：
1、有效的防御了SQL注入、XSS、会话劫持等对本***的攻击，从而保证了***存储的数据信息的安全性；
2、经测试，本发明可有效的防御***存在的越权访问漏洞；
3、保障了***后期的顺利部署上线与用户的安全使用。
附图说明
图1为本发明的优化后的访问控制模型示意图；图中箭头的标注1代表“单一”、“*”代表“多”。例如用户与角色是多对多的关系：一个用户可拥有多个角色，一个角色也可对应多个用户，对应用户与角色指向用户角色关系的箭头上的“1”和“*”的标注，而权限与后台资源API是一对一的关系，故箭头标注为“1”；
图2为本发明的一种用于软件开发的网络安全认证方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述。
如图1所示，为本发明优化后的基于角色的访问控制模型示意图。当前解决***的访问控制(授权)存在的安全问题是主要基于RBAC模型的。RBAC，即基于角色的访问控制模型，建立了用户、角色与权限之间的映射关系。在解决越权问题时，在原有RBAC模型基础上进行优化，细分权限模型，增加权限与后台API的关联关系。如图1所示，为优化后的基于角色的访问控制模型。根据访问权限，将服务端的API细分为三类：匿名访问API、公共访问API、授权访问API。匿名访问API属于不需要用户认证就可以访问的地址信息；公共访问API属于只要用户认证通过就可以访问的地址信息。主要是一些平台界面中隐藏的API，即不需要用户通过前台界面按钮触发的API；授权访问API，即只有用户认证通过且必须包含在用户可访问的权限列表中的API。多对多的用户角色关系、多对多的用户权限关系、一对一的权限API关系。
如图2所示，为一种用于软件开发的网络安全认证方法整体流程图。该流程通过在服务器端编码，设计SQL注入、XSS攻击过滤器，手动设置过滤规则，对前台发送的敏感信息进行过滤，整体流程包括以下步骤：
前台界面对用户输入数据过滤，具体操作包括：前台界面对用户输入内容进行正则校验，对一些特殊字符例如“#、&、*”等进行校验并根据具体情况进行限制，过滤掉敏感的信息，可有效减轻服务器端对非法字符的防御的工作量；
用户首先在前台发起API请求；
进行身份认证，具体过程是：服务器端接收后进行相应处理，客户端使用用户名密码进行认证；
服务端生成Access Token(设定有效期为30分钟)和有效期更长的Refresh Token(设定有效期为120分钟)；
客户端访问需要认证的接口资源时，携带Access Token；
如果Access Token没有过期，服务端鉴权后返回给客户端需要的数据；
如果携带Access Token访问需要认证的接口时鉴权失败(例如返回401错误)，则客户端使用Refresh Token向刷新接口申请新的Access Token；
如果Refresh Token没有过期，服务端向客户端下发新的Access Token；
客户端使用新的Access Token访问需要身份认证的接口。
例如：在doFilter类中，request代表服务端接收的前台登录请求，request.getRequestURL().toString()可以取得前台请求服务端资源的URL路径，request.getSession()可以获得本次登录请求的Session会话，(User)session.getAttribute(Systemparams.USER_INFO)可以获得发起请求的用户信息，request.getHeader(“token”)可以获取token数据信息，PossUtil.getOpsID(request)可以获取操作员编号信息，之后根据获取的上述信息进行身份认证；ResourceUtil.checkAnonymousUrl(urlPath)可以判断URL是否包含在不需要登录验证的URL列表中，如果在表明认证通过，就执行arg2.doFilter(arg0,arg1)放行本次请求；如果不在，就需要进行身份认证；通过判断token是否为空以及请求生成的编号opsId是否与服务器端保存的操作员编号相同，符合条件则过滤器会放行请求，继续往下执行，否则会返回错误信息日志，并把错误状态码401或403返回给前台页面。
过滤器是一个设计在服务器端的组件，截取客户端(浏览器)发送的请求以及Web服务端返回的响应信息，并按照设定的规则进行过滤，过滤的处理过程为：对客户端(浏览器)发送的HTTP请求所携带的请求头、参数等信息进行拦截，基于正则表达式，对请求信息中可能包含的非法SQL字符进行校验与替换，对容易引起XSS漏洞的字符进行校验与替换，从而有效的规避SQL注入攻击与恶意篡改的代码对网站造成的非法攻击。主要是过滤掉非法的URL、去除一些非法字符以及统一设置字符编码等，有效减轻服务器端的负载，并有效的防止各类网络安全攻击。
通过编码设计SQL注入和XSS攻击过滤器，过滤器内部基于正则表达式编码实现SQL注入和XSS攻击等敏感字符的匹配表达式。下面对实现流程展开详细叙述。
SQL注入的敏感字符匹配表达式为：private static String reg＝"(？:')|(？:<)|(？:>)|(？:％)|(？:>＝)|(？:<＝)|(？:＝)|(？:<>)|(？:\\|\\|)|(？:&)|(？:/)|(？:—)|(？:\\|)"+"|(/\\*(？:.|[\\n\\r])*？\\*/)"+"|(\\b(FORBID|exec|or|count|chr|mid|char|dbcc|alter|create|backup|if|else|end|add|
set|open|close|use|begin|return|as|go|exists|trancate|into|substr|ascii|execute)\\b)"；将“exec、or、alter、create、etc...”等敏感字符替换为“FORBID”，之后只要验证存在“FORBID”的就进行拦截。如果不存在上述字符，则请求验证通过。XSS攻击的的敏感字符匹配表达式为：value＝value.replaceAll("[\\\"\\\'][\\s]*javascript:(.*)[\\\"\\\']","\"\"")；将“script、\\、\\s、etc...”等敏感字符替换同样替换为“FORBID”，之后再验证信息中是否存在“FORBID”即可。
判断是否拥有API访问权限？其核心原理为根据角色获取可访问的API清单，依照访问控制模型将API清单分别对应到匿名访问API、公共访问API和授权访问API；具体过程如下。
通过编码设计授权***，判断用户是否具有访问相应资源和操作相关数据的权限。通过用户身份认证及SQL注入和XSS攻击过滤器后，前台请求会到达授权***。服务端首先判断用户请求的URL属于匿名访问API、公共访问API还是属于授权访问API。通过ResourceUtil.checkAnonymousUrl(url)、ResourceUtil.checkCommonUrl(url)分别判断是否属于匿名访问API、公共访问API，如果不是则属于第三种即授权访问API。若属于授权访问API，则通过getEffectiveAPIList(user)获取登陆用户有权限访问的API列表，然后判断用户请求的URL是否包含在列表中，若是则请求通过***，否则通过filterBasicsAPI(url,apiSet)判断是否在基本的API(即URL长度为2，且包含根路径“/poss”)列表，若是则放行，否则返回越权访问的错误日志信息并将错误状态码403返回给浏览器。
若前台发起的请求通过上述层层认证，则可成功访问服务器相应的Web资源。
本发明实施例公有19个模块，可能有33个服务端接口存在越权访问漏洞，每个模块可能存在越权访问的漏洞的接口数量参考如表1所示的越权访问漏洞表。
表1
Figure BDA0002281028810000071
Figure BDA0002281028810000081

Claims (1)

1.一种用于软件开发的网络安全认证方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
前台界面对用户输入数据过滤，具体操作包括：前台界面对用户输入内容进行正则校验，过滤掉敏感的信息；
用户首先在前台发起API请求；
进行身份认证，具体过程是：服务器端接收后进行相应处理，客户端使用用户名密码进行认证；
服务端生成Access Token和有效期更长的Refresh Token；
客户端访问需要认证的接口资源时，携带Access Token；
如果Access Token没有过期，服务端鉴权后返回给客户端需要的数据；
如果携带Access Token访问需要认证的接口时鉴权失败，则客户端使用RefreshToken向刷新接口申请新的Access Token；
如果Refresh Token没有过期，服务端向客户端下发新的Access Token；
客户端使用新的Access Token访问需要身份认证的接口；
根据角色获取可访问的API清单，依照访问控制模型将API清单分别对应到匿名访问API、公共访问API和授权访问API；
判断是否拥有API访问权限？具体过程是：从Session中获取用户信息，判断token是否为空以及请求生成的编号opsId是否与服务器端保存的操作员编号相同，若符合条件，则XSS攻击过滤器会放行请求，继续往下执行；否则会返回错误信息日志，并把错误状态码401或403返回给前台页面；在此步骤实现了基于数据的访问控制，解决水平越权访问问题；
在设计SQL注入敏感字符匹配表达式时，将敏感字符替换为“FORBID”，之后只要验证存在“FORBID”的就进行拦截；如果不存在上述字符，则请求验证通过；攻击过滤器截取客户端发送的请求以及Web服务端返回的响应信息，并按照设定的规则进行过滤，过滤的处理过程为：对客户端发送的HTTP请求所携带的信息进行拦截，基于正则表达式，对请求信息中可能包含的非法SQL字符进行校验与替换，对容易引起XSS漏洞的字符进行校验与替换，过滤掉非法的URL、去除非法字符以及统一设置字符编码；
通过编码设计授权***，判断用户是否具有访问相应资源的权限，验证用户是否具备操作数据的权限。
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