简介

SCRAM是一套包含服务器和客户端双向确认的用户认证体系，配合信道加密可以比较好的抵御中间人、拖库、伪造等攻击。 SCRAM是密码学中的一种认证机制，全称Salted Challenge Response Authentication Mechanism（加盐挑战响应验证机制）。它适用于使用基于“用户名：密码”这种简单认证模型的连接协议。SCRAM是一个抽象的机制，在其设计中需要用到一个哈希函数，这个哈希函数是客户端和服务端协商好的，包含在具体的机制名称中。比如SCRAM-SHA1，使用SHA1作为其哈希函数。

SCRAM是一套包含服务器和客户端双向确认的用户认证体系，配合信道加密可以比较好的抵御中间人、拖库、伪造等攻击。

相关字段

定义：

  • Hash(content)指安全Hash函数，如SHA256。
  • HMAC()指使用Hash(content)作为基础实现的HMAC函数，如HMAC(SHA256,Key,Content)。
  • UserIdentify：仅用于登录签名的用户身份标识字符串，每次登录时可根据业务任意选用用户名、手机号、邮箱、三方ID等，下次登录可以选另一种，仅作为本次通讯的标识之一使用。
  • Password = Hash(明文密码)
  • Salt：随机生成的盐。
  • Iteration：加盐计算时的迭代次数。
  • SaltedPassword = pbkdf2(Password, Salt, Iteration)，已加盐的密码。
  • ClientNonce：客户端在Step1时随机生成的字符串，用于对本次交互签名。
  • ServerNonce：服务器在Step1时随机生成的字符串，用于对本次交互签名。
  • MixNonce = ClientNonce | ServerNonce，ClientNonce和ServerNonce的_按位或_结果。
  • ServerPub：用于服务器签名的公钥，不用保密，但也别改。
  • ClientPub：用于客户端签名的公钥，不用保密，但也别改。
  • ServerSignedPassword = HMAC(ServerPub, SaltedPassword)
  • ClientSignedPassword = HMAC(ClientPub, SaltedPassword)
  • HashedClientSignedPassword = Hash(ClientSignedPassword)
  • Auth = UserIdentify + ClientNonce + Salt + MixNonce + MixNonce，直接连接即可，用于构造本次通讯上下文的签名。
  • SignedAuth = HMAC(Auth, HashedClientSignedPassword)
  • ServerProof = HMAC(ClientSignedPassword, Auth)，服务器给客户端的_身份证明_。
  • ClientProof = ClientSignedPassword XOR SignedAuth，客户端给服务器的_身份证明_。

工作流程

Client-Step1

客户端发送UserIdentify、ClientNonce给服务器端。

Server-Step1

  1. 服务器根据UserIdentify读取HashPasswordClient、PasswordServer、Salt、Iteration。
  2. 生成ServerNonce、MixNonce。
  3. 将Salt、Iteration、MixNonce返回给客户端。

Client-Step2

  1. 客户端根据前文公式生成Salt，Iteration及Passowrd计算出SaltedPassword。
  2. 算出Auth = UserIdentify + ClientNonce + Salt + MixNonce + MixNonce。
  3. 算出SignedAuth = HMAC(Auth, HashedClientSignedPassword)。
  4. 算出ClientProof = ClientSignedPassword XOR SignedAuth。
  5. 将MixNonce和ClientProof返回给服务器。

Server-Step2

  1. 算出Auth = UserIdentify + ClientNonce + Salt + MixNonce + MixNonce；注意第一个MixNonce应使用Server-Step1发出的，第二个MixNonce应使用Client-Step2发来的。
  2. 算出SignedAuth = HMAC(Auth, HashedClientSignedPassword)。
  3. 根据异或运算算出_客户端_的ClientSignedPassword = ClientProof XOR SignedAuth。
  4. 算出HashedClientSignedPassword = Hash(ClientSignedPassword)。
  5. 比对上一步算出的HashedClientSignedPassword与_数据库存储_的HashedClientSignedPassword是否一致，如果一致则说明密码_校验成功_。
  6. 算出ServerProof = HMAC(ServerSignedPassword, Auth)。
  7. 将ServerProof发给客户端。

Client-Step3

  1. 算出ServerSignedPassword = HMAC(ServerPub, SaltedPassword)。
  2. 算出ServerProof = HMAC(ServerSignedPassword, Auth)。
  3. 将ServerProof与_服务器_发来的ServerProof进行比较，如果一致则说明_校验成功_。