SCRAM Mechanism MongoDB 实现指南
简介
在本篇文章中，我将向你介绍如何使用 SCRAM(Salted Challenge Response Authentication Mechanism) 机制来保护 MongoDB 数据库的访问。SCRAM 是一种密码学协议，它使用了挑战响应、盐和迭代等技术来提高身份验证的安全性。通过本指南，你将学习到如何实现 SCRAM 机制以及每一步所需的代码和解释。
SCRAM Mechanism 流程
下面是实现 SCRAM 机制的基本流程，我们将逐步介绍每个步骤的细节和代码示例。
stateDiagram
[*] --> Client
Client --> Server: 1. 请求认证（用户凭证）
Server --> Client: 2. 盐值
Client --> Server: 3. 计算客户端响应
Server --> Client: 4. 认证结果
Client --> Server: 5. 完成认证
Server --> [*]
步骤详解
1. 请求认证（用户凭证）
在此步骤中，客户端向 MongoDB 服务器发送包含用户名和密码的认证请求。
// 客户端代码
const credentials = {
username: 'your_username',
password: 'your_password',
};
// 发送认证请求
db.auth(credentials)
2. 盐值
MongoDB 服务器将生成一个随机的盐值，并将其发送回客户端。盐值是一个随机字符串，用于增加密码哈希的安全性。
3. 计算客户端响应
客户端使用用户名、密码和收到的盐值计算出一个客户端响应。这个响应是一个哈希值，用于证明客户端拥有正确的密码。
// 客户端代码
const clientResponse = calculateClientResponse(salt, credentials.username, credentials.password);
function calculateClientResponse(salt, username, password) {
const iterationCount = 4096; // 迭代次数
const hashedPassword = hashPassword(password, salt, iterationCount);
// 计算客户端响应
const clientKey = hmacSha256(hashedPassword, 'Client Key');
const storedKey = hashSha256(clientKey);
const authMessage = 'n=' + username + ',r=' + salt + ',r=' + storedKey;
const clientSignature = hmacSha256(storedKey, authMessage);
const clientProof = xor(clientKey, clientSignature);
return clientProof;
}
// 函数用于计算 HMAC-SHA256
function hmacSha256(key, message) {
// 使用你喜好的 HMAC-SHA256 库来计算哈希值
// 返回哈希值
}
// 函数用于计算 SHA256
function hashSha256(data) {
// 使用你喜好的 SHA256 库来计算哈希值
// 返回哈希值
}
// 函数用于按位异或两个字符串
function xor(str1, str2) {
// 将两个字符串转为字节数组
// 对每个字节执行按位异或操作
// 返回结果的字符串表示
}
4. 认证结果
服务器使用客户端提供的用户名和客户端响应来计算自己的响应，并将其与客户端提供的响应进行比较。如果两个响应匹配，服务器将返回认证成功的结果。
// 服务器端代码
function authenticateUser(username, clientResponse) {
const user = findUserByUsername(username);
const serverResponse = calculateServerResponse(user.salt, username, user.hashedPassword);
if (serverResponse === clientResponse) {
return 'Authenticated';
} else {
return 'Authentication failed';
}
}
// 函数用于查找数据库中的用户记录
function findUserByUsername(username) {
// 查询数据库，返回包含用户名、盐值和哈希密码的记录
// 返回结果
}
// 函数用于计算服务器响应
function calculateServerResponse(salt, username, hashedPassword) {
const iterationCount = 4096; // 迭代次数
// 计算服务器响应
const serverKey = hmacSha256(hashedPassword, 'Server Key');
const serverSignature = hmacSha256(serverKey, 'n=' + username + ',r=' + salt);
const serverProof = xor(server
