Полезна криптография за уеб и мобилни разработчици - това ще бъде една от темите на ТърновоКонф утре. Без да се задълбаваме в теория, ще разгледаме основните крипто инструменти - хеш, HMAC, подпис и (а)симетричен тайнопис и техни практични приложения като верификация на потребители, single-sign on, CSRF защита, автентикация към уеб интерфейси и прочие :)

1. Криптография
за уеб и мобилни
разработчици
Владимир Джувинов * ТърновоКонф 2015 * @dzhuvinov

2. Шестте крипто инструмента
Генератор на
случайни
числа
Хеш функция HMAC
Асиметрично
шифриране
Симетрично
шифриране
Цифров
подпис

3. Защо да се мъчим с такива неща?
За да не ни хакнат както ЦИК!

4. Шест практични приложения
Безопасни
ID-та
Потребителска
верификация
Потребителски
сесии без база
Шифриране на
данни и
съобщения
Защитени уеб
заявки, OAuth
билети
Външна
потребителска
автентикация

5. 1. Случайното число
Светът на
криптографията се
опира на случайното
число и колко
непредсказуемо е то

6. 1. Случайното число
… влиза в ширпотреба!

7. 1. Случайното число
Полезни приложения:
● Непредсказуеми
идентификатори
● CSRF защита
Внимаваме за:
● Ентропия на семенцата
● Достатъчно дъъъъъъъъълго
ли ни е случайното число?
● Периодично презасяване
import java.security.SecureRandom;
byte[] random = new byte[16];
SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG").nextBytes(random);

8. 2. Хеш функция
Криптографската хеш
функция е като
еднопосочна улица.
Връщането назад не е
желателно. Който все
пак успее печели един
биткойн :-)

9. 2. Хеш функция
Полезни приложения:
● За проверка че не са ни барали
данните в съхраниение /
съобщенията в транзит
● За извеждане на ключове от
пароли
Внимаваме за:
● Ползваме достатъчно дълъг
хеш (SHA-256+) за избягване на
колизии. MD5 е отживял!
● Смесваме със солчица за
предпазваме от речникови атаки
import java.security.MessageDigest;
byte[] hash = MessageDigest
.getInstance("SHA-256")
.update(saltBytes)
.digest("Hello world!".getBytes("UTF-8"));

10. 3. HMAC
Код за автентикация
и проверка целостта
на данна или
съобщение. Кодът
се генерира и
проверява с таен
ключ. Не, това не е
електронен подпис!
HMAC = Hash-based Message Authentication Code

11. 3. HMAC
Полезни приложения:
● Потвърждение на email адрес
при регистрация на
потребител
● Уеб и мобилни сесии без база
на сървъра
● Сигурно обвързване на заявки
с обратни обаждания през
браузъра (OAuth callback)
● Алтернатива на HTTP Basic
автентикация, без споделяне
на тайната парола
Важно:
● Достатъчно дъъъъъъъълъг
ли ни е HMAC ключа?
256+ бита
● Внимаваме някой да не ни
гепи HMAC ключа! Всеки
който има достъп до него
може да създава кодове за
автентикация
● Важно: HMAC няма силата
на цифров подпис!

12. 4. JOSE / JWT
● Улеснява живота на разработчиците на уеб, JavaScript, мобилни и
IoT приложения, които се нуждаят от HMAC, цифрови подписи и
шифриране на данни и съобщения
● URL-безопасен формат (Base64URL) за предаване на защитени
обекти и токени чрез HTTP връзки, форми и заглавия
● RFC 7515, 7516, 7517, 7518, 7519, 7520
JSON заглавие Товарен отсег
HMAC / RSASSA /
ECDSA
{''alg'':''HS256''} Hello World! xxxxxxxxxxxxx

13. 4. JOSE / JWT
JSON заглавие Товар HMAC
{''alg'':''HS256''} Hello World! ljARfmwuxZyeQ...
eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.SGVsbG8gd29ybGQh.
ljARfmwuxZyeQj4XpccO3Rxr_g0wmoPEEbR3F_MbIkQ
BASE64URL

14. 4. Java библиотеката за
JOSE/JWT
● HMAC, RSA / EC подписи +
шифриране и куп други крипто
чудесии под Java
● Работи в приложения
обслужващи над 70 милиона
потребители в мрежата
(OpenID Connect, OAuth)
● Десетки зубъри поддръжници
и тестери
● 100% документирана
● С отворен код и Apache 2.0
лиценз
http://connect2id.com/products/nimbus-jose-jwt

15. 5. Код за email потвърждение
// Message: {''sub'':''alice'',''exp'':1449237518}
byte[] macKey = new byte[32];
SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG").nextBytes(macKey);
JWTClaimsSet claims = new JWTClaimsSet.Builder()
.subject("alice")
.expirationTime(new Date(new Date().getTime() + 10*60*1000))
.build();
SignedJWT jwt = new SignedJWT(new JWSHeader(JWSAlgorithm.HS256), claims);
jwt.sign(new MACSigner(macKey));
assertTrue(jwt.verify(new MACVerifier(macKey)));
// eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.SGVsbG8gd29ybGQh.Dby-zS1BF21apXtsukTokzcU22dbXT38hx2H-R2A3G8

16. 6. Цифров подпис
Доста по-
функционален от
обикновения подпис.
Идентифицира лицето
подписало документа
и също гарантира
неговата цялост.

17. 6. Цифров подпис
Полезни приложения:
● Удостоверяване на
документи, токени и
съобщения
● Билет за вход (OpenID
Connect - Identity token)
● Билет за достъп до уеб
API (OAuth 2.0 bearer
access token)
Внимаваме за:
● RSA ключ поне 1024 бита,
по-добре 2048
● Пазим надеждно частния
клюс, с който се подписват
съобщенията
● Периодично сменяме
ключовете (ротация)
● Не използваме един и същ
RSA / EC ключ за
подписване и шифриране

18. 7. Билет за вход
{ ''iss'':''https://idp.ws'',
''sub'':''alice'',
''iat'':1449237518,
''exp'':1449275518,
''roles'':[''admin'',''audit''] }
import java.security.*;
import java.security.interfaces.*.
import com.nimbusds.jose.*;
import com.nimbusds.jose.crypto.*;
KeyPairGenerator rsaGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
rsaGen.initialize(2048);
KeyPair rsaKeys = rsaGen.generateKeyPair();
JWTClaimsSet claims = new JWTClaimsSet.Builder()
.issuer("https://idp.ws")
.subject("alice")
.issueTime(new Date())
.expirationTime(new Date(new Date().getTime() + 10*60*1000))
.claim("roles", Arrays.asList("admin", "audit"))
.build();
SignedJWT jwt = new SignedJWT(new JWSHeader(JWSAlgorithm.RS256), claims);
jwt.sign(new RSASSASigner((RSAPrivateKey) rsaKeys.getPrivate()));
assertTrue(jwt.verify(new RSASSAVerifier((RSAPublicKey) rsaKeys.getPublic())));

19. 7. Билет за вход
eyJhbGciOiJSUzI1NiJ9.
eyJleHAiOjE0NDkyNTM1NjAsInN1YiI6ImFsaWNlIiwicm9sZXMiOlsiYWRtaW4iLCJhdWRpdCJdLCJpc3MiO
iJodHRwczpcL1wvaWRwLndzIiwiaWF0IjoxNDQ5MjUyOTYwfQ.
UqnmYNxbySpcP0vpAcW_eWDeYGnhpB6JiLX3AgbLiFIT96kaD5C0DV1A-
53zDPk9GLzkFiH0Da85b9hgE7tPiApdWYAPghQ_3u5nmooixHFUqyWmz-nQogWvQU-
Y0vhPCGwoAp4U1onvHfnTYecZBBf1hOwidEYsFTEhtKVVApsPoSK2fScmXjXCkRydFO3XH5unYlZvyJQ13f1F
DR0iXRa6L47U1csn3dagXF0n9kEaT_I188A2XdqRe_6sTfijgEg_6B-
Lot24oxau2KxCzGsUByCYqWXbYobQrirEn5-YF0E-coBHKILN2TX04oKjY6do4nsnZ322Dh23KvgiXA
JSON заглавие Товар RSASSA
{''alg'':''RS256''} { … } ljARfmwuxZyeQ...

20. 7. Билет за вход
https://my-cool-app.com/login?id_token=
eyJhbGciOiJSUzI1NiJ9.
eyJleHAiOjE0NDkyNTM1NjAsInN1YiI6ImFsaWNlIiwicm9sZXMiOlsiYWRtaW4iLCJhdWRpdCJdLCJpc3MiO
iJodHRwczpcL1wvaWRwLndzIiwiaWF0IjoxNDQ5MjUyOTYwfQ.
UqnmYNxbySpcP0vpAcW_eWDeYGnhpB6JiLX3AgbLiFIT96kaD5C0DV1A-
53zDPk9GLzkFiH0Da85b9hgE7tPiApdWYAPghQ_3u5nmooixHFUqyWmz-nQogWvQU-
Y0vhPCGwoAp4U1onvHfnTYecZBBf1hOwidEYsFTEhtKVVApsPoSK2fScmXjXCkRydFO3XH5unYlZvyJQ13f1F
DR0iXRa6L47U1csn3dagXF0n9kEaT_I188A2XdqRe_6sTfijgEg_6B-
Lot24oxau2KxCzGsUByCYqWXbYobQrirEn5-YF0E-coBHKILN2TX04oKjY6do4nsnZ322Dh23KvgiXA
Фирмен абонат
(MS-AD/LDAP)
Приложение
HTTP пренасочване
ID token

21. Благодаря!
Въпроси + Отговори?