桑普萨尔stram-sha1认证

Question

最近，我能够按照以下两个网站上的说明在 Swift IOS 中获得适用于 XMPP 流的 MD5 身份验证（我使用了 Apple 的 CommonCrypto C 库的 CC-MD5 函数对于实际的散列）：

http://wiki.xmpp.org/web/SASLandDIGEST-MD5

http://www.deusty.com/2007/09/example-please.html

我正在寻找有关如何使其他散列 SASL 身份验证方案（尤其是 SCRAM-SHA1）起作用的类似解释。我找到了官方 RFC5802 文档，但我很难理解它（它也不是特定于 XMPP 的）。我希望有一个更简单的解释或一些简单的可读代码（C、PHP、C++、Javascript、Java）特定于 XMPP 身份验证，除了实际哈希。

我有兴趣了解该过程，不打算使用 ios XMPP 框架。任何帮助将不胜感激。

Answer 1

SCRAM-SHA-1

此机制如何工作的基本概述是：

客户端发送它想要验证的用户名。
服务器发回该用户的 salt 和迭代次数（通过生成它们或在其数据库中查找给定用户名）。
客户端在给定的迭代次数内使用给定的盐对密码进行哈希处理。
客户端发回结果
服务器进行散列的变体并将其结果发送回客户端，因此客户端也可以验证服务器是否具有密码的 password/a 散列。

您需要的加密算法是 SHA-1、带 SHA-1 的 HMAC 和带 SHA-1 的 PBKDF2。您应该在 language/framework 中查看如何使用它们，因为我不建议从头开始实施它们。

详细

首先规范化密码（使用SASLprep），这将是normalizedPassword。这是为了确保 UTF8 编码不能包含相同密码的变体。
随机选择一个字符串（例如 32 个十六进制编码字节）。这将是 clientNonce.
initialMessage 是 "n=" .. username .. ",r=" .. clientNonce（我使用 .. 进行字符串连接）。

客户端将 GS2 header ("n,,") 添加到 initialMessage 并对结果进行 base64 编码。它作为第一条消息发送：

 <auth xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-sasl" mechanism="SCRAM-SHA-1">
     biwsbj1yb21lbyxyPTZkNDQyYjVkOWU1MWE3NDBmMzY5ZTNkY2VjZjMxNzhl
 </auth>

服务器响应质询。挑战的数据是base64编码的：

 <challenge xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-sasl">
     cj02ZDQ0MmI1ZDllNTFhNzQwZjM2OWUzZGNlY2YzMTc4ZWMxMmIzOTg1YmJkNGE4ZTZmODE0YjQyMmFiNzY2NTczLHM9UVNYQ1IrUTZzZWs4YmY5MixpPTQwOTY=
 </challenge>

客户端base64解码：

 r=6d442b5d9e51a740f369e3dcecf3178ec12b3985bbd4a8e6f814b422ab766573,s=QSXCR+Q6sek8bf92,i=4096

客户端解析为：
- r=这是serverNonce。客户端必须确保它以它在初始消息中发送的 clientNonce 开始。
- s=这是salt，base64编码的（是的，这是base64编码的两次！）
- i=这是迭代次数，i.

客户端计算：

 clientFinalMessageBare = "c=biws,r=" .. serverNonce
 saltedPassword = PBKDF2-SHA-1(normalizedPassword, salt, i)
 clientKey = HMAC-SHA-1(saltedPassword, "Client Key")
 storedKey = SHA-1(clientKey)
 authMessage = initialMessage .. "," .. serverFirstMessage .. "," .. clientFinalMessageBare
 clientSignature = HMAC-SHA-1(storedKey, authMessage)
 clientProof = clientKey XOR clientSignature
 serverKey = HMAC-SHA-1(saltedPassword, "Server Key")
 serverSignature = HMAC-SHA-1(serverKey, authMessage)
 clientFinalMessage = clientFinalMessageBare .. ",p=" .. base64(clientProof)

客户端 base64 编码 clientFinalMessage 并将其作为响应发送：

 <response xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-sasl">
     Yz1iaXdzLHI9NmQ0NDJiNWQ5ZTUxYTc0MGYzNjllM2RjZWNmMzE3OGVjMTJiMzk4NWJiZDRhOGU2ZjgxNGI0MjJhYjc2NjU3MyxwPXlxbTcyWWxmc2hFTmpQUjFYeGFucG5IUVA4bz0=
 </response>

如果一切顺利，您将从服务器收到 <success> 响应：

  <success xmlns='urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-sasl'>
      dj1wTk5ERlZFUXh1WHhDb1NFaVc4R0VaKzFSU289
  </success>

Base64解码后包含：
```
  v=pNNDFVEQxuXxCoSEiW8GEZ+1RSo=
```
客户端必须确保 v 的值是 serverSignature.
的 base64 编码

额外内容

这是算法的基本版本。你可以扩展它来做：

频道绑定。这将一些来自 TLS 连接的信息混合到程序中以防止 MitM 攻击。
哈希存储。如果服务器始终发送相同的 salt 和 i 值，则客户端只能存储 saltedPassword 而不是用户密码。这更安全（因为客户端不需要存储密码，只是一个难以逆转的加盐哈希）并且更快，因为客户端不需要每次都进行所有密钥扩展。

服务器也可以使用散列存储：服务器只能存储salt、i、storedKey和serverKey。更多信息 here。
可能，还添加 SCRAM-SHA-256（虽然服务器支持似乎 non-existent）。

陷阱

一些常见的陷阱：

不要假设随机数的长度或 salt（尽管如果您生成它们，请确保它们足够长且密码随机）。
salt 是 base64 编码的，可以包含任何数据（嵌入 NULs）。
不使用 SASLprep 对于使用 ASCII 密码的人来说可能没问题，但对于使用其他脚本的人来说可能会完全中断登录。
authMessage 的 initialMessage 部分不包括 GS2 header（在大多数情况下，这是 "n,,"）。

测试向量

如果您想测试您的实现，这里是来自 RFC 示例的所有中间结果：

用户名：user
密码：pencil
客户端生成随机数 fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL
初始消息：n,,n=user,r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL
服务器生成随机数 3rfcNHYJY1ZVvWVs7j
服务器回复：r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL3rfcNHYJY1ZVvWVs7j,s=QSXCR+Q6sek8bf92,i=4096
盐（十六进制）：4125c247e43ab1e93c6dff76
客户最后留言：c=biws,r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL3rfcNHYJY1ZVvWVs7j
加盐密码（十六进制）：1d96ee3a529b5a5f9e47c01f229a2cb8a6e15f7d
客户端密钥（十六进制）：e234c47bf6c36696dd6d852b99aaa2ba26555728
存储的密钥（十六进制）：e9d94660c39d65c38fbad91c358f14da0eef2bd6
授权信息：n=user,r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL,r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL3rfcNHYJY1ZVvWVs7j,s=QSXCR+Q6sek8bf92,i=4096,c=biws,r=fyko+d2lbbFgONRv9qkxdawL3rfcNHYJY1ZVvWVs7j
客户端签名（十六进制）：5d7138c486b0bfabdf49e3e2da8bd6e5c79db613
客户端证明（十六进制）：bf45fcbf7073d93d022466c94321745fe1c8e13b
服务器密钥（十六进制）：0fe09258b3ac852ba502cc62ba903eaacdbf7d31
服务器签名（十六进制）：ae617da6a57c4bbb2e0286568dae1d251905b0a4
客户最后留言：[=63=
服务器最终消息：v=rmF9pqV8S7suAoZWja4dJRkFsKQ=
服务器的服务器签名（十六进制）：ae617da6a57c4bbb2e0286568dae1d251905b0a4

桑普萨尔stram-sha1认证

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