問題

你想在分布式系統(tǒng)中實現(xiàn)一個簡單的客戶端連接認證功能，又不想像SSL那樣的復雜。

解決方案

可以利用 hmac 模塊實現(xiàn)一個連接握手，從而實現(xiàn)一個簡單而高效的認證過程。下面是代碼示例：

import hmac

import os

def client_authenticate(connection, secret_key):

'''

Authenticate client to a remote service.

connection represents a network connection.

secret_key is a key known only to both client/server.

'''

message = connection.recv(32)

hash = hmac.new(secret_key, message)

digest = hash.digest()

connection.send(digest)

def server_authenticate(connection, secret_key):

'''

Request client authentication.

'''

message = os.urandom(32)

connection.send(message)

hash = hmac.new(secret_key, message)

digest = hash.digest()

response = connection.recv(len(digest))

return hmac.compare_digest(digest,response)

基本原理是當連接建立后，服務(wù)器給客戶端發(fā)送一個隨機的字節(jié)消息（這里例子中使用了 os.urandom() 返回值）。 客戶端和服務(wù)器同時利用hmac和一個只有雙方知道的密鑰來計算出一個加密哈希值。然后客戶端將它計算出的摘要發(fā)送給服務(wù)器， 服務(wù)器通過比較這個值和自己計算的是否一致來決定接受或拒絕連接。摘要的比較需要使用 hmac.compare_digest() 函數(shù)。 使用這個函數(shù)可以避免遭到時間分析攻擊，不要用簡單的比較操作符（==）。 為了使用這些函數(shù)，你需要將它集成到已有的網(wǎng)絡(luò)或消息代碼中。例如，對于sockets，服務(wù)器代碼應(yīng)該類似下面：

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM

secret_key = b'peekaboo'

def echo_handler(client_sock):

if not server_authenticate(client_sock, secret_key):

client_sock.close()

return

while True:

msg = client_sock.recv(8192)

if not msg:

break

client_sock.sendall(msg)

def echo_server(address):

s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

s.bind(address)

s.listen(5)

while True:

c,a = s.accept()

echo_handler(c)

echo_server(('', 18000))

Within a client, you would do this:

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM

secret_key = b'peekaboo'

s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

s.connect(('localhost', 18000))

client_authenticate(s, secret_key)

s.send(b'Hello World')

resp = s.recv(1024)

討論

hmac 認證的一個常見使用場景是內(nèi)部消息通信系統(tǒng)和進程間通信。 例如，如果你編寫的系統(tǒng)涉及到一個集群中多個處理器之間的通信， 你可以使用本節(jié)方案來確保只有被允許的進程之間才能彼此通信。 事實上，基于 hmac 的認證被 multiprocessing 模塊使用來實現(xiàn)子進程直接的通信。

還有一點需要強調(diào)的是連接認證和加密是兩碼事。 認證成功之后的通信消息是以明文形式發(fā)送的，任何人只要想監(jiān)聽這個連接線路都能看到消息（盡管雙方的密鑰不會被傳輸）。

hmac認證算法基于哈希函數(shù)如MD5和SHA-1，關(guān)于這個在IETF RFC 2104中有詳細介紹。

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總結(jié)

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