[Перевод] Всё, что вы хотели знать о безопасном сбросе паролей. Часть 1
Недавно у меня появилось время снова поразмыслить над тем, как должна работать функция безопасного сброса пароля, сначала когда я встраивал эту функциональность в ASafaWeb, а потом когда помогал сделать нечто подобное другому человеку. Во втором случае я хотел дать ему ссылку на канонический ресурс со всеми подробностями безопасной реализации функции сброса. Однако проблема в том, что такого ресурса не существует, по крайней мере, такого, в котором описывается всё, что мне кажется важным. Поэтому я решил написать его сам.
Видите ли, мир забытых паролей на самом деле довольно загадочен. Существует множество различных, совершенно приемлемых точек зрения и куча довольно опасных. Есть вероятность, что с каждой из них вы много раз сталкивались как конечный пользователь; поэтому я попытаюсь воспользоваться этими примерами, чтобы показать, кто делает всё правильно, а кто нет, и на чём нужно сосредоточиться для правильной реализации функции в своём приложении.
Хранение паролей: хэширование, шифрование и (ох!) простой текст
Мы не можем обсуждать, что делать с забытыми паролями, прежде чем не обсудим способ их хранения. В базе данных пароли хранятся в одном из трёх основных видов:
- Простой текст. Есть столбец с паролем, который хранится в обычном текстовом виде.
- Зашифрованный. Обычно с помощью симметричного шифрования (один ключ используется и для шифрования и для дешифровки), а зашифрованные пароли тоже хранятся в одном столбце.
- Хэшированный. Односторонний процесс (пароль можно хэшировать, но нельзя дехэшировать); пароль, хотелось бы надеяться, сопровождается солью, и каждый из них находится в собственном столбце.
Давайте сразу разберёмся с самым простым вопросом: никогда не храните пароли в простом тексте! Никогда. Одна единственная уязвимость к инъекции, одна неосмотрительно сделанная резервная копия или одна из десятков других простых ошибок — и всё, геймовер, все ваши пароли — то есть, простите, пароли всех ваших клиентов станут общественным достоянием. Разумеется, это будет означать огромную вероятность того, что общественным достоянием станут все их пароли от всех их учётных записей в других системах. И это будет вашей виной.
Шифрование лучше, но имеет свои слабые стороны. Проблема шифрования — в дешифровке; можно взять эти безумно выглядящие шифры и преобразовать их обратно в простой текст, а когда это произойдёт, мы вернёмся к ситуации с читаемыми паролями. Как это происходит? Небольшой изъян проникает в код, занимающийся дешифровкой пароля, делая его публично доступным — это один из способов. Доступ к машине, на которой хранятся зашифрованные данные, получают взломщики — это второй способ. Ещё один способ опять-таки заключается в том, что похищают резервную копию базы данных, и кто-то также получает ключ шифрования, которые часто хранятся очень ненадёжно.
И это приводит нас к хэшированию. Идея хэширования заключается в том, что оно выполняется в одну сторону; единственный способ сравнения введённого пользователем пароля с его хэшированной версией — хэширование введённого и их сравнение. Чтобы предотвратить атаки при помощи инструментов наподобие «радужных таблиц», мы при помощи соли добавляем в процесс случайность (для полноты картины прочитайте мой пост о криптографическом хранении). В конечном итоге, при правильной реализации мы можем с большой долей уверенности считать, что хэшированные пароли больше никогда не станут простым текстом (о преимуществах различных алгоритмов хэширования я расскажу в другом посте).
Краткий аргумент о хэшировании и шифровании: единственная причина, по которой вам когда-нибудь потребуется зашифровать, а не хэшировать пароль — это когда вам нужно увидеть пароль в простом тексте, а вам этого никогда не должно хотеться, по крайней мере, в ситуации со стандартным веб-сайтом. Если вам это нужно, то, скорее всего, вы делаете что-то не так!
Внимание!Чуть ниже в тексте поста есть часть скриншота порнографического веб-сайта AlotPorn. Он аккуратно обрезан, и так нет ничего такого, чего нельзя увидеть на пляже, но если это всё равно может вызвать какие-то проблемы, то не прокручивайте страницу вниз.
Всегда сбрасывайте пароль, никогда его не напоминайте
Вас когда-нибудь просили создать функцию напоминания пароля? Сделайте шаг назад и подумайте об этой просьбе в обратную сторону: зачем нужно это «напоминание»? Потому что пользователь забыл пароль. Что мы на самом деле хотим сделать? Помочь ему снова войти в систему.
Я понимаю, слово «напоминание» используется (часто) в разговорном смысле, но на самом деле мы пытаемся безопасно помочь пользователю снова быть онлайн. Так как нам нужна безопасность, есть две причины, по которым напоминание (т.е. отправка пользователю его пароля) не подходит:
- Электронная почта — небезопасный канал. Точно так же, как мы не стали бы передавать ничего конфиденциального по HTTP (мы бы использовали HTTPS), не стоит передавать ничего по электронной почте, потому что её транспортный слой небезопасен. На самом деле, это намного хуже, чем простая передача информации по незащищённому транспортному протоколу, потому что почта часто сохраняется на накопителе, доступна системным администраторам, пересылается и распространяется, доступна вредоносному ПО, и так далее. Незашифрованная почта — чрезвычайно незащищённый канал.
- Вы в любом случае не должны иметь доступ к паролю. Перечитайте предыдущий раздел о хранении — у вас должен быть хэш пароля (с хорошей стойкой солью), то есть вы никаким образом не должны иметь возможности вытащить пароль и отправить его по почте.
Позвольте мне продемонстрировать проблему на примере usoutdoor.com: Вот типичная страница логина:
Очевидно, первая проблема заключается в том, что страница входа в систему не загружается по HTTPS, но сайт к тому же ещё и предлагает отправить пароль («Send Password»). Возможно, это пример упомянутого выше разговорного применения данного термина, поэтому давайте сделаем ещё один шаг и посмотрим, что произойдёт:
Выглядит ненамного лучше, к сожалению; и электронная почта подтверждает наличие проблемы:
Это говорит нам о двух важных аспектах usoutdoor.com:
- Сайт не хэширует пароли. В лучшем случае, они шифруются, но, вполне вероятно, что они хранятся в текстовом виде; свидетельств обратного мы не видим.
- Сайт отправляет долговременный пароль (мы можем возвращаться и использовать его снова и снова) по незащищённому каналу.
Разобравшись с этим, нам нужно проверить, выполняется ли процесс сброса безопасным образом. Первым делом для этого нужно удостовериться, имеет ли запрашивающий право на выполнение сброса. Другими словами, перед этим нам нужна проверка идентификации; давайте взглянем, что происходит, когда личность подтверждается без предварительной проверки того, что запрашивающий действительно является владельцем учётной записи.
Перечисление имён пользователей и его влияние на анонимность
Эту проблему лучше проиллюстрировать визуально. Проблема:
Видите? Обратите внимание на сообщение «There is no user registered with this email address» («Пользователь с таким адресом электронной почты не зарегистрирован»). Проблема, очевидно, возникает, если подобный сайт подтверждает наличие зарегистрированного с таким адресом электронной почты пользователя. Бинго — вы только что обнаружили порно-фетиш вашего мужа/начальника/соседа!
Разумеется, порно — довольно канонический пример важности конфиденциальности, однако опасность сопоставления личности с определённым веб-сайтом намного обширнее, чем описанная выше потенциально неловкая ситуация. Одна из опасностей — социальный инжиниринг; если нападающий сможет сопоставить человека с сервисом, то у него появится информация, которую он способен начать использовать. Например, он может связаться с человеком, выдавая себя за представителя веб-сайта, и запросить дополнительную информацию, пытаясь совершить точечный фишинг (spearphishing).
Подобные практики также вызывают возникновение опасности «перечисления имён пользователей», при котором можно проверить существование на веб-сайте целой коллекции имён пользователей или адресов почты простыми групповыми запросами и изучением ответов на них. У вас есть список адресов электронной почты всех сотрудников и несколько минут на написание скрипта? Тогда вы видите, в чём проблема!
Какова же альтернатива? На самом деле, она довольно проста, и замечательно реализована на Entropay:
Здесь Entropay совершенно ничего не раскрывает о существовании в своей системе адреса электронной почты тому, кто не владеет этим адресом. Если вы владеете этим адресом и он не существует в системе, то вы получите подобное электронное письмо:
Разумеется, возможны приемлемые ситуации, в которых кто-то думает, что зарегистрировался на веб-сайте., но это не так, или сделал это с другого адреса почты. Показанный выше пример удачно справляется с обеими ситуациями. Очевидно, если адрес совпал, то вы получите письмо, упрощающее сброс пароля.
Тонкость выбранного Entropay решения в том, что проверка идентификации выполняется по электронной почте до любой онлайн-проверки. Некоторые сайты спрашивают у пользователей ответ на секретный вопрос (подробнее об этом ниже) до того, как сможет начаться сброс; однако, проблема этого в том, что нужно ответить на вопрос, предоставив при этом какой-либо вид идентификации (почту или имя пользователя), из-за чего затем почти невозможно ответить интуитивно понятно, не раскрывая существования учётной записи анонимного пользователя.
При таком подходе есть небольшое снижение юзабилити, потому что в случае попытки сброса несуществующего аккаунта нет мгновенной обратной связи. Разумеется, в этом и есть весь смысл отправки электронного письма, но с точки зрения настоящего конечного пользователя, если он введёт неправильный адрес, то впервые узнает об этом только при получении письма. Подобное может вызвать определённую напряжённость с его стороны, но это небольшая плата за столь редкий процесс.
Ещё одно примечание, немного отклоняющееся от темы: функции помощи входу в систему, раскрывающие правильность имени пользователя или адреса электронной почты, обладают той же проблемой. Всегда отвечайте пользователю сообщением «Неправильное сочетание имени пользователя и пароля» (You username and password combination is invalid), а не подтверждайте явным образом существование идентификационной информации (например, «имя пользователя верное, но пароль введён неверно»).
Отправка пароля сброса против отправки URL сброса
Следующая концепция, которую нам нужно обсудить, связана со способом сброса пароля. Существует два популярных решения:
- Генерация нового пароля на сервере и его отправка по электронной почте
- Отправка электронного письма с уникальным URL, упрощающим процесс сброса
Несмотря на множество руководств, первый пункт никогда использовать не стоит. Его проблема в том, что это означает наличие хранимого пароля, к которому можно вернуться и снова использовать в любой момент; он был передан по незащищённому каналу и остаётся в ваших входящих. Есть вероятность, что входящие синхронизируются с мобильными устройствами и клиентом электронной почты, плюс они могут храниться онлайн в веб-сервисе электронной почты очень долгое время. Смысл в том, что почтовый ящик нельзя рассматривать как надёжное средство для долговременного хранения.
Но кроме этого у первого пункта существует ещё одна серьёзная проблема — он максимально упрощает блокировку учётной записи со злым умыслом. Если я знаю адрес почты того, кто владеет учётной записью на веб-сайте, то я могу заблокировать его в любой момент времени, просто сбросив его пароль; это атака типа «отказ в обслуживании», выложенная на блюдечке с голубой каёмочкой! Именно поэтому сброс должен выполняться только после успешной проверки у запрашивающего права на него.
Когда мы говорим об URL сброса, то подразумеваем адрес веб-сайта, который является уникальным для этого конкретного случая процесса сброса. Разумеется, он должен быть случайным, его не должно быть легко разгадать и он не должен содержать никаких внешних ссылок на учётную запись, упрощающих сброс. Например, URL сброса не должен быть просто путём наподобие «Reset/? username=JohnSmith».
Мы хотим создать уникальный токен, который можно будет отправить по почте как URL сброса, а затем сверить его с записью на сервере с учётной записью пользователя, подтвердив таким образом, что владелец учётной записи и в самом деле тот же самый человек, который пытается сбросить пароль. Например, токен может иметь вид »3ce7854015cd38c862cb9e14a1ae552b» и храниться в таблице вместе с ID пользователя, выполняющего сброс, и временем генерации токена (подробнее об этом чуть ниже). При отправке письма оно содержит URL наподобие «Reset/? id=3ce7854015cd38c862cb9e14a1ae552b», а когда пользователь загружает его, страница запрашивает существование токена, после чего подтверждает информацию пользователя и разрешает изменить пароль.
Разумеется, поскольку описанный выше процесс (будем надеяться) позволяет пользователю создать новый пароль, нужно гарантировать загрузку URL по HTTPS. Нет, передать его POST-запросом по HTTPS недостаточно, этот URL с токеном должны использовать безопасность транспортного слоя, чтобы на форму ввода нового пароля невозможно было совершить атаку MITM и созданный пользователем пароль передавался по защищённому соединению.
Также для URL сброса нужно добавить лимит времени токена, чтобы процесс сброса можно было выполнить в течение определённого интервала, допустим, в пределах часа. Это гарантирует, что окно времени сброса будет минимальным, чтобы получивший этот URL сброса мог действовать только в рамках этого очень маленького окна. Разумеется, нападающий может снова начать процесс сброса, но ему понадобится получить ещё один уникальный URL сброса.
Наконец, нам нужно обеспечить одноразовость этого процесса. После завершения процесса сброса токен необходимо удалить, чтобы URL сброса больше не был работающим. Предыдущий пункт нужен для того, чтобы у нападающего было очень малое окно, в течение которого он может манипулировать URL сброса. Плюс, разумеется, после успешного завершения сброса токен больше не нужен.
Некоторые из этих шагов могут показаться чересчур избыточными, но они совершенно не мешают юзабилити и на самом деле повышают безопасность, хотя и в ситуациях, которые, мы надеемся, будут редкими. В 99% случаев пользователь будет задействовать сброс в течение очень короткого промежутка времени и не будет сбрасывать пароль снова в ближайшем будущем.
Роль CAPTCHA
О, CAPTCHA, средство защиты, которое все мы так любим ненавидеть! На самом деле, CAPTCHA средство не столько защиты, сколько идентификации — человек вы или робот (или автоматизированный скрипт). Её смысл в том, чтобы избежать автоматическую отправку форм, которая, разумеется, может применяться как попытка взлома защиты. В контексте сброса паролей CAPTCHA означает, что функцию сброса невозможно будет взломать грубым перебором, чтобы или потом спамить пользователю, или попытаться определить существование учётных записей (что, разумеется, будет невозможно, если вы следовали советам из раздела о проверке идентификации).
Разумеется, сама по себе CAPTCHA неидеальна; существует множество прецедентов её программного «взлома» и достижения достаточных показателей успеха (60–70%). Кроме того, существует решение, показанное в моём посте о взломе CAPTCHA автоматизированными людьми, при котором можно платить людям доли цента для решения каждой CAPTCHA и получения показателя успеха в 94%. То есть она уязвима, однако (слегка) повышает входной барьер.
Давайте взглянем на пример PayPal:
В данном случае процесс сброса просто не может начаться до решения CAPTCHA, поэтому теоретически автоматизировать процесс невозможно. Теоретически.
Однако для большинства веб-приложений это будет перебором и совершенно точно представляет собой снижение юзабилити — люди просто не любят CAPTCHA! Кроме того, CAPTCHA — это такая вещь, к которой при необходимости можно будет легко вернуться. Если сервис начинает подвергаться нападению (здесь пригождается логгинг, но подробнее об этом позже), то добавить CAPTCHA легче некуда.
Секретные вопросы и ответы
При всех рассмотренных нами способах мы имели возможность сбросить пароль, всего лишь имея доступ к учётной записи электронной почты. Я говорю «всего лишь», но, разумеется, незаконное получение доступа к чужой учётной записи почты должно быть сложным процессом. Однако это не всегда так.
На самом деле, представленная выше ссылка о взломе учётной записи Сары Пэйлин на Yahoo! служит двум целям; во-первых, она иллюстрирует, насколько легко можно взламывать (некоторые) почтовые аккаунты, во-вторых, она показывает, как можно со злым умыслом использовать плохие секретные вопросы. Но мы вернёмся к этому позже.
Проблема со сбросом паролей со стопроцентной зависимостью от электронной почты заключается в том, что целостность учётной записи сайта, пароль которого вы пытаетесь сбросить, становится стопроцентно зависимым от целостности учётной записи электронной почты. Любой, кто имеет доступ к вашей электронной почте, имеет доступ к любому аккаунту, который можно сбросить простым получением электронного письма. Для таких аккаунтов электронная почта является «ключом от всех дверей» вашей жизни онлайн.
Один из способов снижения этого риска — реализация паттерна секретного вопроса и ответа. Без сомнений, вы уже видели их: выбираете вопрос, на который только вы должны знать ответ, после чего при сбросе пароля вам его задают. Это добавляет уверенности в том, что человек, пытающийся выполнить сброс и в самом деле является владельцем аккаунта.
Вернёмся к Саре Пэйлин: ошибка была в том, что ответы на её секретный вопрос/вопросы легко можно было найти. В частности, когда ты такая значимая общественная фигура, информация о девичьей фамилии матери, истории обучения или о том, где кто-то мог жить в прошлом, не такая уж и секретная. На самом деле, большая её часть может быть найдена практически любым. Так и произошло с Сарой:
Хакер Дэвид Кернелл получил доступ к учётной записи Пэйлин, найдя подробности её биографии, такие как её вуз и дату рождения, а затем использовав функцию восстановления забытых паролей к учётным записям Yahoo!.
В первую очередь это ошибка проектирования со стороны Yahoo! — указав такие простые вопросы, компания по сути саботировала ценность секретного вопроса, а значит, и защиту своей системы. Разумеется, сброс паролей к учётной записи электронной почты всегда сложнее, ведь вы не можете подтвердить её владение, отправив владельцу электронное письмо (не имея второго адреса), но, к счастью, сегодня для создания такой системы не так уж много способов применения.
Вернёмся к секретным вопросам — существует вариант предоставить пользователю возможность создания собственных вопросов. Проблема в том, что в результате будут получаться ужасно очевидные вопросы:
Какого цвета небо?
Вопросы, ставящие людей в неудобное положение, когда для идентификации секретный вопрос использует человек (например, в колл-центре):
С кем я переспал на Рождество?
Или откровенно глупые вопросы:
Как пишется «пароль»?
Когда дело касается секретных вопросов, пользователей нужно спасти от самих себя! Другими словами, секретный вопрос должен определять сам сайт, а ещё лучше, задавать серию секретных вопросов, из которых может выбирать пользователь. И не просто выбирать один; в идеале пользователь должен выбрать два или более секретных вопросов в момент регистрации аккаунта, которые затем будут использоваться как второй канал идентификации. Наличие нескольких вопросов повышает степень уверенности в процессе проверки, а также даёт возможность добавления случайности (не всегда показывать одинаковый вопрос), плюс обеспечивает немного избыточности на случай, если настоящий пользователь забыл пароль.
Каким же должен быть хороший секретный вопрос? На это влияет несколько факторов:
- Он должен быть кратким — вопрос должен быть чётким и недвусмысленным.
- Ответ должен быть конкретным — нам не нужен вопрос, на который один человек может ответить по-разному
- Возможные ответы должны быть разнообразными — вопрос о чьём-то любимом цвете даёт очень малое подмножество возможных ответов
- Поиск ответа должен быть сложным — если ответ с лёгкостью может найти любой (вспомним о людях, занимающих высокое положение), то он плох
- Ответ должен быть постоянным во времени — если спрашивать чей-нибудь любимый фильм, то спустя год ответ может быть другим
Как это бывает, существует веб-сайт, посвящённый хорошим вопросам, который называется GoodSecurityQuestions.com. Часть вопросов кажется вполне неплохой, другие не проходят часть описанных выше тестов, в особенности проверку «простоты поиска».
Позвольте мне продемонстрировать, как секретные вопросы реализованы в PayPal и, в частности, какие усилия сайт прикладывает для идентификации. Выше мы видели страницу начала процесса (с CAPTCHA), а здесь мы покажем, что происходит после того, как вы вводите адрес почты и решаете CAPTCHA:
В результате пользователь получает такое письмо:
Пока всё вполне обычно, но вот что скрывается за этим URL сброса:
Итак, в дело вступают секретные вопросы. На самом деле, PayPal также позволяет сбросить пароль, подтвердив номер кредитной карты, поэтому существует дополнительный канал, к которому не имеют доступа множество сайтов. Я просто не могу изменить пароль, не ответив на оба секретных вопроса (или не зная номер карты). Даже если кто-то захватит мою электронную почту, он не сможет сбросить пароль учётной записи PayPal, если не знает обо мне чуть больше личной информации. Какой информации? Вот варианты секретных вопросов, предлагаемые PayPal:
Вопрос о школе и больнице может быть слегка сомнительным с точки зрения простоты поиска, но остальные не так плохи. Однако для повышения безопасности PayPal требует дополнительной идентификации для изменения ответов на секретные вопросы:
PayPal — довольно утопический пример безопасного сброса пароля: он реализует CAPTCHA для снижения опасности грубого перебора, требует два секретных вопроса, а затем требует ещё один вид совершенно другой идентификации только для смены ответов — и это после того, как пользователь уже выполнил вход. Разумеется именно этого мы и ожидали бы от PayPal; это финансовая организация, работающая с большими суммами денег. Это не означает, что каждый сброс пароля должен следовать этим этапам — в большинстве случаев это перебор — однако это хороший пример для случаев, когда безопасность — серьёзный бизнес.
Удобство системы секретных вопросов в том, что если вы не реализовали её сразу, то её можно добавить позже, если этого требует уровень защиты ресурса. Хорошим примером этого служит Apple, только недавно реализовавшая этот механизм [статья написана в 2012 году]. Начав однажды обновлять приложение на iPad, я увидел следующий запрос:
Затем я увидел экран, на котором можно было выбрать несколько пар секретных вопросов и ответов, а также спасательный адрес электронной почты:
Что касается PayPal, то вопросы выбраны заранее и некоторые из них на самом деле довольно неплохи:
Каждая из трёх пар вопросов и ответов представляет отдельное множество возможных вопросов, поэтому существует достаточное количество способов конфигурирования учётной записи.
Ещё одним аспектом, который нужно рассмотреть относительно ответа на секретный вопрос, является хранение. Нахождение в ДБ простого текста представляет почти те же угрозы, что и в случае пароля, а именно — раскрытие базы данных мгновенно раскрывает значение и подвергает риску не только приложение, но и потенциально совершенно другие приложения, использующие те же секретные вопросы (это снова вопрос ягод асаи). Одним из вариантов является безопасное хэширование (стойкий алгоритм и криптографически случайная соль), однако в отличие от большинства случаев хранения паролей, здесь может быть уважительная причина видимости ответа как простого текста. Типичным сценарием является проверка личности живым оператором по телефону. Разумеется, в этом случае хэширование тоже применимо (оператор может просто ввести названный клиентом ответ), но в самом худшем случае секретный ответ должен находиться на каком-нибудь уровне криптографического хранилища, даже если это просто симметричное шифрование. Подведём итог: обращайтесь с секретами как с секретами!
И последний аспект секретных вопросов и ответов — они более уязвимы для социального инжиниринга. Пытаться напрямую выпытывать пароль к чужому аккаунту — это одно дело, а завязать разговор о его образовании (популярный секретный вопрос) — совершенно другое. На самом деле, вы вполне реально можете общаться с кем-то о многих аспектах его жизни, которые могут представлять секретный вопрос, и не вызывать при этом подозрений. Разумеется, сама суть секретного вопроса в том, что он связан с чьим-то жизненным опытом, поэтому он запоминается, и именно в этом заключается проблема — люди любят рассказывать о своём жизненном опыте! С этим мало что можно поделать, только если выбрать такие варианты секретных вопросов, чтобы их с меньшей вероятностью можно было бы вытянуть социальным инжинирингом.
[Продолжение следует.]
На правах рекламы
VDSina предлагает надёжные серверы с посуточной оплатой, каждый сервер подключён к интернет-каналу в 500 Мегабит и бесплатно защищён от DDoS-атак!
