【安全与风险】密码安全和用户认证

左手的ㄟ右手 2023-10-09 17:58 19阅读 0赞

#### 密码安全和用户认证 ####

*  基本问题
 *  证明你是谁
 *  为什么要验证
 *  还需要什么
 *  基于口令的身份认证
 *  常用使用模式
 *  常用使用模式
 *  可惜的是
 *  社会工程
 *  悉尼大学 (绿化96)
 *  尴尬和记忆
 *  关于密码使用的3个主要问题
 *  UNIX形式的密码
 *  密码散列
 *  字典式攻击
 *  影子密码
 *  其他密码问题
 *  生物计量学
 *  多模式生物识别系统
 *   *  定义
     *  为什么要使用
 *  多模态生物识别系统是如何工作的?

## 基本问题 ##

你如何向别人证明你就是你所说的那个人?

任何具有访问控制的系统都必须解决这个问题

## 证明你是谁 ##

1.  你知道什么（密码、密钥）
2.  你在哪里（IP 地址、物理位置）
3.  你是什么（生物计量学）
4.  你有什么（安全token）

**所有的都有优点和缺点**

## 为什么要验证 ##

1.  **防止黑客入侵我们的账户**
2.  **防止攻击者侵入我们系统上的任何账户**  
    Unix系统：侵入单个帐户，然后利用本地漏洞或发起“垫脚石攻击”。  
    电话卡（名片）
3.  **防止攻击者侵入任何系统上的任何帐户**

在垫脚石攻击中，入侵者从先前被破坏的主机发起攻击。

## 还需要什么 ##

**可用性**

1.  记住密码？
2.  必须一直带着实物吗?

**拒绝服务**

1.  尝试以您的身份进行身份验证，直到您的帐户被锁定。
2.  那么在军事或其他关键任务场景中呢（锁定所有帐户-系统不可用）

## 基于口令的身份认证 ##

用户有秘密密码。  
系统检查它以验证用户的身份。

1.  当密码从用户传递到系统时是否容易受到攻击。  
    密码如何存储?  
    系统如何检查密码?  
    记住密码有多容易?  
    猜密码有多容易?
2.  易记的密码往往很容易被猜中
3.  密码文件很难保密

## 常用使用模式 ##

![在这里插入图片描述][474b9bb096874e3fb96cdbbca5023c4f.png]

## 常用使用模式 ##

写下密码

与他人共享密码

在多个站点使用同一个密码  
1）亚马逊和网上银行?  
2）实验室机器和个人笔记本电脑?

使用容易记住的密码

其他“认证”问题

## 可惜的是 ##

用户学习如何设置安全密码，但选择不这么做

原因：

1.  尴尬或困难的处境
2.  没有建立责任义务
3.  不觉得这很重要吗

## 社会工程 ##

“嗨，我是首席执行官的助理。我需要你马上重设他的密码。他被困在机场，不能登陆!他把写密码的纸弄丢了。”

“你说你做不到是什么意思!?”你真的想让我告诉他，你在阻止他完成这笔大交易吗?”

太好了!这真的很有帮助。你不知道这有多重要。请设置密码为ABCDEFG。他会马上自己重新设置的。”

“谢谢”

## 悉尼大学 (绿化96) ##

336名CS学生被发邮件要求他们提供密码  
（借口:为了在疑似入侵后“验证”密码数据库）

**138名学生返回了密码**  
30名学生返回了无效的密码

不过，138还是很多!

## 尴尬和记忆 ##

你要输入多少次密码才能生效?  
（有时对我来说相当多!）

干扰正常活动  
1）你离开电脑5分钟后会锁上电脑吗?  
2）当你的电脑第一次启动时，你必须输入密码吗?(有时这是一种选择)

可记忆性是个问题!

## 关于密码使用的3个主要问题 ##

用户会有意、意外或因为被欺骗而将密码泄露给其他人吗?

用户是否能够定期正确地输入密码?

用户是否能够记住他们的密码，或者他们必须将密码记录在某个地方，或者选择容易猜到的密码?

## UNIX形式的密码 ##

我们应该如何在服务器上存储密码?

1.  是明文吗?
2.  加密的
3.  散列的  
    ![在这里插入图片描述][ca8991d4a9f4469681338d6a5acd6d8a.png]

## 密码散列 ##

存储H(password)而不是用户密码

当用户输入密码时，计算其哈希值并与密码文件中的条目进行比较：

1.  系统不存储实际密码!
2.  系统本身不能轻易地从散列转换为密码（如果密码是加密的呢）

哈希函数H一定有一些性质：  
单向:给定H(密码)，很难找到密码

1.  没有比试错更好的算法了
2.  甚至很难找到p1,p2 s.t H(p1) = H(p2)

使用单向哈希可以防止人们以明文形式看到密码。

## 字典式攻击 ##

**密码文件/etc/passwd是全球可读的**

1.  包含许多系统程序使用的用户id和组id。

**字典攻击是可能的，因为许多密码来自一个小字典**

1.  攻击者可以为字典中的每个单词计算H(word)，并查看结果是否在密码文件中。
2.  使用100万字的字典，假设每秒猜10次，暴力在线攻击平均需要10万秒(27.78小时)。

## 影子密码 ##

![在这里插入图片描述][8474cfa8884a48b6b00e13ad72ec0ed0.png]  
在Linux操作系统中，影子密码文件是存储加密用户密码的系统文件，以便试图闯入系统的人无法获得这些密码。

通常，用户信息(包括密码)保存在一个名为/etc/passwd的系统文件中。

密码加密使用1到4096之间的随机值或加密密钥。有一个单向哈希函数来解密存储的密码。  
![在这里插入图片描述][404130fccbc74cf1b43a8e16800c4a72.png]  
影子文件是不可读的，它被称为“影子”。

## 其他密码问题 ##

1.  **击键记录器**  
    1）硬件  
    2）软件/间谍软件
2.  **肩窥**  
    摄像头无处不在!
3.  **在线攻击与离线攻击**  
    在线:更慢，更容易响应
4.  **多站点认证**  
    分享密码?

## 生物计量学 ##

身份验证:你是谁

用于对用户进行身份验证或创建凭证的唯一标识特征：

1.  生物和生理:指纹，虹膜（iris）扫描
2.  行为特点  
    如何执行动作:书写、打字、步态

优点：

1.  没什么好记的
2.  被动
3.  不能分享(一般)
4.  非常精确，可能相当独特

## 多模式生物识别系统 ##

### 定义 ###

结合两个或多个生物特征来进行用户身份验证

### 为什么要使用 ###

1.  多特性的可用性使多模态系统更加可靠。
2.  多模态生物识别系统提高了用户数据的安全性。
3.  多模态生物识别系统通过融合策略来结合各个子系统的决策，然后得出结论。这使得多模态系统更加准确。
4.  如果任何标识符由于已知或未知的原因无法工作，系统仍然可以通过使用另一个标识符来提供安全性。

到目前为止，我们一直在讨论单模态身份验证机制。

## 多模态生物识别系统是如何工作的? ##

![在这里插入图片描述][c03cd34f424e4a30a60d45f2ca347307.png]  
核聚变可以在上述三个阶段中的任何一个阶段进行。

在第一阶段融合数据通常更有效，因为特征提取包含比匹配分数更准确的信息。

MM = Matching Module（匹配模块）  
DM = Decision Module（决策模块）

数据库包含生物识别模板。

*Acknowledgements: Jiangtao Wang*

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