除了 https，有什么防止网络监听的成熟方案

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这是一个创建于 2806 天前的主题，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

最近写了个小项目，要求不用 https （丫的，就是这么奇葩），要求保证通信的安全，防窃听

浏览器 ----> 服务端（这个倒好做， RSA 浏览器公钥加密, 服务端私钥解密。中间人没有私钥，就算窃听到数据也解密不出来）。

服务端 ------> 浏览器（目前仅应付一下就是服务端发送数据时 AES 加密，浏览器 AES 解密，这样明显的缺点就是中间人分析一下网页，就知道 AES 的 KEY,然后就能解密出对应的数据了，因为不管怎么着，数据都得在浏览器正常展示出来）

后来觉得 DH 算法应该可以，但是实现过程略显麻烦，对 web 类的纯 HTTP 应用不是很适合，

说了这么多，求指教。

第 1 条附言 · 2017-03-02 10:09:18 +08:00

昨晚有事，一早来看回复了这么多，大家的回复我都看了，首先这需求的确奇葩，这不是重点，假设就按这需求来，也不要问为什么
首先允许中间人窃听流量（这是非常正常的事）（像什么端口镜像之类等等）（小到公司内网出口，大到运营商出口等，都会分析网络流量）
其次是防止通过窃听流量还原出明文，不防篡改内容、证书等（敲黑板。。。。）
（在浏览器本身，比入注入进浏览器内存获取未加密数据不在考虑范围，通过浏览器本身的一些插件扩散等都不在考虑范围）
（什么中间人公钥私钥替换中转也都不在此考虑范围）
xqin 应该是明白我的意思，你的 DEMO 代码我也看了，我目前大概也是这样做的，不过没有用 QQTEA 算法，还是用标准的 AES ，跟你的方案不同的是我用了 localStorageService 把本地解密的 KEY 缓存在浏览器内存中，另一直也在准备用 ecdh 方案来实现密钥交换

AES

解密

浏览器

私钥

75 条回复 • 2017-03-02 10:27:38 +08:00

wwqgtxx

2017-03-01 17:18:10 +08:00 via iPhone

可以试试，自己用 js 实现 tls ，底层用 websockets

nilai

2017-03-01 17:21:19 +08:00

@wwqgtxx 天啦。。。。。。。。

RqPS6rhmP3Nyn3Tm

2017-03-01 17:22:27 +08:00 via iPhone

http 页面不防篡改，中间人也可以给你的服务器 /浏览器返回一个假的证书啊

wevsty

2017-03-01 17:23:21 +08:00

如果不想使用现成的 TLS ，那就只能自己在 socket 上实现一遍 TLS 了。

nilai

2017-03-01 17:23:47 +08:00

@BXIA 暂时不考虑中间人篡改内容，只防中间人监听，解密出内容。

nilai

2017-03-01 17:24:50 +08:00

@wevsty 在 github 上看了下，还真有人用 JS 自己生成了一个 TLS 跑在 HTTP 下。。

kindjeff

2017-03-01 17:24:55 +08:00 via iPhone

@nilai 给了假证书之后照样监听啊

nilai

2017-03-01 17:26:50 +08:00

@kindjeff 暂时不考虑中间人篡改内容，只防中间人监听，解密出内容。

chinajik

2017-03-01 17:28:49 +08:00

巧了。。最近也是在做这个。。目前也是 https +rsa

enenaaa

2017-03-01 17:31:10 +08:00

每次刷新都用密码登陆

honeycomb

2017-03-01 17:31:54 +08:00

@nilai 给了假证书之后就可以监听了

miao1007

2017-03-01 17:33:02 +08:00 via Android

报文 rsa 加密后 base64

nilai

2017-03-01 17:34:08 +08:00

@honeycomb 暂时不考虑中间人篡改内容，只防中间人监听，解密出内容。

wevsty

2017-03-01 17:35:23 +08:00

@nilai TLS 的实现是很复杂的，自己实现的安全性往往没有使用现成的套件安全，高效。除非特别需要，否则强烈不推荐自己实现这样的过程，不明白这样做的目的是什么？

paradoxs

2017-03-01 17:36:19 +08:00

提出这种要求的人, 能回答一下, 如果 https 被破解了, 就你做的这点加密, 能扛得住别人几分钟的攻击?

RqPS6rhmP3Nyn3Tm

2017-03-01 17:39:57 +08:00 via iPhone

@nilai 都给你了假证书了，监听岂不是再简单不过的事情？
用自己的证书解密再转发给你的服务器不就好了，这就是 MITM 在安全性被妥协的环境下的典型监听方法

nilai

2017-03-01 17:43:58 +08:00

@paradoxs 哈哈，歪楼了

nilai

2017-03-01 17:45:11 +08:00

@BXIA 暂时不考虑中间人篡改内容，只防中间人监听，解密出内容。不用科普 MITM ，

rogerchen

2017-03-01 18:39:39 +08:00

@nilai
什么叫浏览器到服务器简单？浏览器会用你的私有协议？还是你要自己写一个浏览器？
RSA 是用来传 key 的， payload 也用 RSA 来传？难道你的客户都是四路 E7 配置起跳？
拿到 AES 密文和明文就能猜出 key ？抗 CPA 是吃翔的？

不是我嘲讽楼主，密码学入门知识都不懂也想撸密码学基础架构，这种一般叫 troll 吧。

LGA1150

2017-03-01 18:40:27 +08:00 via Android

XMPP+TLS

jybox

2017-03-01 18:42:08 +08:00 via iPhone

@BXIA 发了假证书就已经是篡改行为了呀，楼主说不考虑篡改只考虑窃听

snnn

2017-03-01 18:44:06 +08:00 via Android

看来你还不知道啥是消息完整性

liyvhg

2017-03-01 18:54:29 +08:00 via Android

私有协议，全程 websocket

hjc4869

2017-03-01 18:56:21 +08:00

客户端可以，浏览器不行。

RqPS6rhmP3Nyn3Tm

2017-03-01 18:56:42 +08:00 via iPhone

@jybox 我理解的篡改内容是篡改传输的内容，而非握手阶段的信报。如果是这样的话，确实算是篡改了。
不过 aes 那段，真的没啥想说的……

maplerecall

2017-03-01 19:12:15 +08:00 via Android

简单的说，如果是纯浏览器环境就放弃吧

mengzhuo

2017-03-01 19:23:05 +08:00

没有
不要自欺欺人

hst001

2017-03-01 19:29:46 +08:00

简单从信息加密的角度想一下，其实从服务器发给浏览器，无论何种方法，客户端都有有一个解密的 key ，所以问题在于怎么安全的把解密的 key 交到客户端的手里，我的想法是。。。。。当！当！当！亲自上门交到客户手里！不要喷我

wwqgtxx

2017-03-01 19:33:24 +08:00 via iPhone

@rogerchen payload 就算用 rsa 加密其实也不需要 e7 那么夸张，我用过纯 python 实现的 rsa 加密，在 500k/s 下也就用了 10%的 cpu(cpython3.5+i7 4790)

momomirage

2017-03-01 19:44:09 +08:00

线下交换公钥, 线上 PGP

jsq2627

2017-03-01 19:45:18 +08:00

讲道理的话，就算 https ，没有进 preload list 也谈不上多安全。

就楼主的需求，简单的对称加密，密钥明文下发都没啥大问题。不定期换换密钥和稍微更新一下加密方式就好。
如果楼主遇到的是强大的对抗力量（比如国家机器）的话，在现在的环境下基本是无解的。

zjcqoo

2017-03-01 19:46:00 +08:00

------- 楼歪了，我来说个方案 ------

HTTP 下防劫持比较靠谱的方案 —— 给入口页面使用前端缓存，比如 html5 appcache 、 max-age 等等，资源使用加密传输。

这样做的好处是，把风险缩小到首次访问。之后就算遇到不安全的网络，打开的也是缓存里的页面，不会被中间人篡改程序和界面。

这种方案叫做 TOFU （ Trust on First Use ，信任首次使用）。

KKKKKK

2017-03-01 19:54:51 +08:00 via iPhone

pjax+aes 加密

majinjing3

2017-03-01 19:58:24 +08:00 via Android

直接用带 tls 的 tcp 就好了，和 http 没有啥必然关系的，

loading

2017-03-01 19:59:51 +08:00

vpn 拨上，链路不就加密了？

whimsySun

2017-03-01 20:00:47 +08:00

没有

xqin

2017-03-01 20:03:18 +08:00

其实楼主的问题, 要解决很简单嘛, 约定一个算法.
比如 QQTEA https://github.com/xqin/qqtea

浏览器随机生成加密 KEY, 然后用 RSA 加密, 发给服务器,
服务器用同样的算法 (PHP 版的 QQTEA https://github.com/xqin/qqtea.php), 使用相同的 KEY 来进行加密,
加密后的内容返回给浏览器, 这样 key 在传输的过程中是加密的, 且服务器回来内容的时候只有加密后的内容.
这个 key 只有浏览器和服务器俩人知道.

所以就达到了保密的目的.

NUT

2017-03-01 20:05:09 +08:00

把序列化的后的数据（比如 protocol ）的二进制数据，加自己的头，做下偏移。或者伪装成 zip 的文件等等。说白了就是他自己拿到包也用不了。

bdbai

2017-03-01 20:21:37 +08:00 via Android

@majinjing3 读题纯 web

Hardrain

2017-03-01 20:23:18 +08:00

个人认为无法做到
因为在没有预先建立信任体系的前提下无法对抗中间人攻击

预先建立的信任体系是指:
对于 SSL/TLS 则是 PKI(公钥基础设施)
对于 GPG 则是通信双方都信任的、能与通信双方建立可靠连接的 Key Server

如果你有极可靠的方法(如嵌入软件中或"面对面交换")来完成 SSL/TLS 中密钥交换机制所完成的那另当别论

guokeke

2017-03-01 20:45:12 +08:00

@hst001 这个可以有。直接告诉使用者一个 key ，让使用者使用前手输。

xqin

2017-03-01 20:48:42 +08:00

@Hardrain 看清楼主的假设好吗? 只考虑监听, 不考虑篡改内容.

基于这个假设的条件下, 服务器先下发 RSA 公钥, JS 生成一个用于加密的 KEY,
然后对要进行提交的数据使用生成的 KEY 加密,
使用 RSA 算法对 KEY 进行加密, 将 RSA 的结果和要传递的数据的加密结果一起传给服务器,服务器自己解 RSA 之后,用 KEY 解加密数据, 即可.

nijux

2017-03-01 20:51:04 +08:00

端到端加密

Hardrain

2017-03-01 20:57:12 +08:00

@xqin 我并不认为我没有看清楚楼主的假设

中间人攻击并不<b>仅仅</b>用于篡改传输内容
你要是用匿名(不签名)的 DH/ECDH 抑或是为签名过的 RSA 公钥进行密钥交换，窃听者完全有可能用中间人攻击的手段获取加密通讯的内容.

likuku

2017-03-01 20:59:12 +08:00

gpg 签名且加密，不走 http ，直接走 smtp ＋ tls 互传，即 gpg 加密和签名后的消息报文。

公私钥安全传递，自己派人用加密 U 盘人肉信使传递吧。（重要的外交文件，依然人肉信使传递)

想想当前航空用的空地文本通讯，还是用加密的电报传输呢。

xqin

2017-03-01 21:02:03 +08:00

@Hardrain 允许窃听到内容呀, 但只要能保证不被解密得到原文就可以了.

thekll

2017-03-01 21:04:16 +08:00 via iPhone

先搞清楚什么样的中间人，如果客户端拥有者同时想扮演中间人，他有很多方法截获通信内容；

如果只是防止真正的第三人， https+浏览器+HPKP 、 HSTS ，或 https+客户端+built-in certificate pinning 就可以。

如果还不放心，直接双向证书认证的 ipsec 够了吧。

Hardrain

2017-03-01 21:05:58 +08:00

@xqin 我不明白你说的"内容"是指的密文还是明文

我表达的意思是『窃听者可以用中间人攻击的手段获取明文明文明文』
明文都叫窃听者获取了还叫"防止监听"吗？

xqin

2017-03-01 21:29:57 +08:00

@Hardrain 我上面说的传输的内容用算法进行加密, 你完全忽略了?

fzleee

2017-03-01 21:56:09 +08:00

大概三年前我做过一个简单的实验。大致的介绍在这里： https://ifconfiger.com/page/cryptography-on-application-layer 。现在回过头来看，感觉实现的方法还是有点不太成熟的。

简单的流程大概是这样的：
1.服务器和用户共享一对相同的密码。
2. 用户在浏览器输入密码后，浏览器的 JavaScript 对密码进行 hash 获得对称密钥。
3. JavaScript 用对称密钥对 http 请求的数据进行加密，将加密的数据使用 base64 编码发送至服务器。
4. 服务器解密请求，生成响应的消息体，使用密钥加密消息体并传回客户端。

以上流程我能想到的一些缺点：
1. 一个是不能保证数据的完整性==》密钥生成的方式容易收到重放攻击。
2. 再一个是使用了 ECB 模式加密数据==>这个倒是可以使用类似的 DH 算法协商一个 IV 。
3. 前向安全性貌似不能保证。

xqin

2017-03-01 22:32:02 +08:00

@Hardrain 还是用代码来说话吧.
演示地址: https://xqin.net/http/
源代码: https://github.com/xqin/http_encrypt_demo

查看演示的时候, 可以打开控制台, 看 Network 中的请求及响应,
请以窃听者的身份, 根据请求和响应的内容, 得到服务器返回的原始数据.
> PS: 客户端收到的原始数据会在页面中输出, 以便你检测你自己还原出来的和服务器返回的是一样的.
>> 再再 PS: 如果觉得演示是放在 HTTPS 的站点上有问题的话, 可以自己 clone 一下源码,然后在你本地部署一份,
>>> 然后用 Fiddler 做为 HTTP 代理(窃听者), 根本 Fiddler 里捕获到的数据, 还原输出服务器返回的原始数据.

czc2004211

2017-03-01 22:36:28 +08:00 via iPhone

我倒是好奇坚持不让用 https 的原因

bianhua

2017-03-01 22:47:25 +08:00

@jybox

能篡改的话，想要监听也是轻而易举的把？

TLS 之所以安全是因为通讯双方的身份都是得到过认证的。服务器向客户端发出一把锁，客户端用自己本地的 CA 记录验证服务器发来的锁是否合法，然后将数据用锁锁好发送给服务器。

如果没有服务器和客户端验证的过程，数据加密就跟没有一样。

就楼主需求来说，如果 Web 应用上不了 TLS ，就不要考虑加任何“加密通讯”手段了。因为都是徒劳的，只是给自己的安慰剂而已。别人真想监听，它可以注入一个 JavaScript 绑定所有 Input 的 onChange 事件发出来，这样你拦都拦不住。

Hardrain

2017-03-01 23:08:32 +08:00

@xqin
https://www.zhihu.com/question/45069626
https://program-think.blogspot.com/2016/09/https-ssl-tls-3.html

学习一个
你这个实现无论如何也要进行密钥协商吧？似乎没有使用 DH/ECDH
服务器---RSA 公钥--->客户端
那么有上一行这个过程吧？

如果中间人有能力篡改连接内容，改了你公钥不就做成了中间人攻击？
SSL 中你把 CSR 交给 CA 不就是给公钥签名让中间人改不了，如果改了客户端会发现吗？
照你的神逻辑自签名证书也有足够的安全性 OpenSSL 随便就能生成一个谁还花钱找 CA 买证书去？

此外，你所说"传输的内容用算法进行加密",如果你用了非对称加密那不用保证『客户端获取的是服务器的公钥而不是中间人的公钥』？
此外此外，我不明白你一直说的原始数据是指什么？我可以理解为密文吗？

xqin

2017-03-01 23:29:12 +08:00

@Hardrain 看清楼主要讨论的内容好吗?

都说了只考虑防窃听到原始数据(未加密前的内容, 上面的例子中服务器返回的 Hello Client 的那段), 不考虑篡改.

xqin

2017-03-01 23:33:10 +08:00

楼主在上面强调了好几次, 只考虑防窃听不考虑篡改, 可还有一堆上人, 在往篡改数据上面扯.

RqPS6rhmP3Nyn3Tm

2017-03-01 23:33:12 +08:00

@Hardrain #39 其实 PGP 的信任体系是基于指纹的，密钥服务器不可信，正确的做法是通过传统方式（电话等）核对指纹

Hardrain

2017-03-01 23:33:54 +08:00

@xqin 我没有说『篡改具体通信内容』
而是强调攻击者『通过篡改 [公钥] 』来 [获取] 通信内容

你听得懂话？

Hardrain

2017-03-01 23:35:50 +08:00

@BXIA 查证了一下这点上的确我错了可能是习惯了 Ubuntu 的 ppa 源添加后要导入 GPG 公钥

但是 GPG 的安全性也基于『有条件以确保公钥不被篡改』这个理解应该没有错误吧

xqin

2017-03-01 23:44:31 +08:00

@Hardrain 篡改公钥不是篡改吗? 麻烦你去前面看清楼主的要求好吗?

RqPS6rhmP3Nyn3Tm

2017-03-01 23:45:02 +08:00 via iPhone

@Hardrain 所以有不同等级啊，像 ppa 这种人工核对指纹肯定不现实，所以算了算了你们自己下载吧，反正也有 https 被篡改了也是证书商背锅
你的理解是对的，这个条件就是指纹，至于公钥服务器则是任何人都可以建立的东西

xqin

2017-03-01 23:45:22 +08:00

@Hardrain 也不知道是谁听不懂话?

Hardrain

2017-03-01 23:48:17 +08:00

@xqin 可笑都讲明白了『篡改公钥目的是为了获取明文的通信内容』
况且楼主也没提到『中间人只有偷窥(窃听)的能力，不能做到篡改你的公钥』

死搅蛮缠

xqin

2017-03-01 23:52:10 +08:00

@Hardrain 自己往上看看楼主在 #5 #8 #13 #18 楼回复的内容, 好吗?

楼主强调了四次 <<暂时不考虑中间人篡改内容，只防中间人监听，解密出内容。>> 好吗?

是谁在 "死搅蛮缠" ?

MFC

2017-03-02 00:15:38 +08:00

不知 Flash 能否实现这个需求？

pubby

2017-03-02 00:15:43 +08:00 via Android

@xqin 用户最初在浏览器输入网址 http 的时候会发生什么？一开始就歪了

其实楼主也意识到了，不事先在客户端放点可靠的东西话，剩下的都是干不成的

xqin

2017-03-02 00:20:04 +08:00

@pubby 没有, 楼主的本意应该只是探讨一下, 在非 HTTPS 以及不考虑内容被篡改的情况下, 有什么好的方法
防止被其他人监听到传输的原始内容.

<<暂时不考虑中间人篡改内容，只防中间人监听，解密出内容。>> 这是楼主的原话.

fengyie007

2017-03-02 00:32:20 +08:00 via Android

这个要求很奇葩，难道是为了省个证书的钱？

LeeSeoung

2017-03-02 09:18:48 +08:00

浏览器 ----> 服务端（这个倒好做， RSA 浏览器公钥加密,
这个不是在你加密之前截获数据就行了么？
- -你要是想依靠 js ， flash 完成加解密，很容易被破解，控件的话破解难度会加大，但是用户体验不好

LeeSeoung

2017-03-02 09:23:09 +08:00

@MFC flash 也可以反编译还原出加解密流程。

janxin

2017-03-02 09:23:23 +08:00

自己实现一遍 https

wizardoz

2017-03-02 09:24:37 +08:00

提出这要的要求果然很奇葩。不使用浏览器自带的 https ，反而在 JS 上实现一套不可能健全的 https 。
多出来的开发费用可以买多少年证书了啊。

nilai

2017-03-02 10:06:56 +08:00

@xqin 昨晚有事，一早来看回复了这么多，大家的回复我都看了，首先这需求的确奇葩，
首先允许中间人窃听（像什么端口镜像之类等等）（小到公司内网出口，大到运营商出口等，都会分析网络流量）
其次是防止通过窃听流量还原出明文（敲黑板。。。。）
（在浏览器本身，比入注入进浏览器内存获取未加密数据不在考虑范围，通过浏览器本身的一些插件扩散等都不在考虑范围）
（什么中间人公钥私钥替换中转也都不在此考虑范围）
xqin 应该是明白我的意思，你的 DEMO 代码我也看了，我目前大概也是这样做的，不过没有用 QQTEA 算法，还是用标准的 AES ，跟你的方案不同的是我用了 localStorageService 把本地解密的 KEY 缓存在浏览器内存中，另一直也在准备用 ecdh 方案来实现密钥交换

xqin

2017-03-02 10:23:34 +08:00

@nilai 感谢你再次出来证明,我对你的需求理解是正确的.

你最后说的打算采用 ECDH 的密钥交换, 其实与你用 RSA 加密加密 key 再将加密结果传递给服务器,服务器从加密结果中还原出来加密 key 是一样的道理.

ECDH 的前提也是在客户端放服务器是公钥, 而 RSA 也是 =,=
而且 ECDH 还需要将客户端的公钥告诉服务器类(可以想像成 RSA 加密后的结果),
然后服务器根据客户端的公钥和自己的私钥算出来一个共享密钥(服务器解 RSA 得到加密 key).

套路都是一样的, 只是换了一种算法而已.

nilai

2017-03-02 10:27:38 +08:00

@xqin ^_^