认证与数据库调优：技术原理与应用实践

# 认证与数据库调优：技术原理与应用实践 ## 1. 认证技术概述 认证是一个广泛的概念，主要用于确保实体身份的真实性以及数据未被未经授权的方篡改。它主要分为实体认证（身份验证）和数据来源认证。 ### 1.1 实体认证 实体认证的目的是让验证方确认声称方的身份与所声称的一致。认证协议应保证诚实的双方能成功完成认证，同时让不诚实的一方难以冒充他人身份。识别机制通常可分为以下几类： 1. **用户知晓秘密**：包括密码、个人识别码（PIN）或密钥等。 2. **用户持有令牌**：一般基于硬件令牌，如磁条卡（或智能卡）或能生成动态密码的定制设备。 3. **用户具有物理特征**：基于生物特征、手写签名、击键动态、面部和手部几何特征、语音等。 为增强安全性，不同的认证机制常结合使用。例如，基于PIN的认证通常与存储用户信息的物理设备一起使用；基于生物特征的识别可与密码或物理令牌结合。 ### 1.2 数据来源认证 数据来源认证旨在确保数据来自可信源且在传输过程中未被篡改。验证数据真实性的技术可分为两类： 1. **通信双方共享公共秘密**：在分布式数据库环境中，两个系统可共享一个秘密S，使用消息认证码（MAC）进行数据认证。发送方在传输数据前使用S构造MAC并随数据一起发送，接收方使用共享秘密计算接收到消息的MAC并进行比较。 2. **通信双方不共享秘密**：可使用数字签名验证发送方的真实性和数据的完整性。发送方使用公私钥对签署数据，接收方使用相应的公钥检查消息是否完整。 ## 2. 基于密码的认证 基于传统静态密码的身份识别是最广泛使用的认证方式，但这种方式的安全性不强。用户在认证时提供（用户ID，密码）对，系统通过验证密码来确认用户身份。 ### 2.1 密码存储与验证 系统存储密码最直接的方式是明文存储，但这存在安全风险。因此，大多数系统会先对每个密码应用单向哈希函数，然后存储哈希结果。用户提供密码时，系统先对其进行哈希处理，再与存储的哈希值进行比较。 ### 2.2 密码攻击类型 - **密码重放**：由于密码可重复使用，攻击者获取密码信息后可重复使用以冒充用户。 - **穷举搜索**：攻击者尝试所有可能的字符串作为潜在密码，但如果密码空间足够大，穷举所有密码是不可行的，不过短密码容易被破解。 - **字典攻击**：用户倾向于选择容易记住但安全性较低的密码，攻击者可使用字典中的单词及其变体进行猜测。 ### 2.3 增强密码安全性的措施 - **加盐处理**：在存储密码时添加随机字符串（盐），然后进行哈希处理并存储盐和哈希值，防止攻击者对多个用户密码同时进行字典攻击。 - **减慢密码验证速度**：增加密码哈希计算的复杂度，以抵御大量密码尝试攻击，但要注意不要给合法用户带来负担。 - **限制密码错误尝试次数**：用户账户在多次认证失败