用Python生成重置令牌的最佳方法是什么？

Question

我正在尝试为密码重置制定一个验证流程，使用了两个值：Unix时间戳和用户旧密码（pbkdf2）作为密钥。

由于我不想得到非ASCII字符，所以我使用了SimpleEncode库，因为它只是使用密钥的BASE64编码，速度很快，但问题是密码太长了（196个字符），所以密钥也很长！

我所做的是分割结果code = simpleencode.encode(key,asci)[::30]，但这将不是唯一的！

想了解Facebook重置过程的工作原理，但给出的是一个数字！那么这个过程是如何工作的？他们不使用密钥使重置链接难以被篡改吗？

更新：算法的工作原理：

1- 使用Unix时间戳获取时间 time.time()

2- 生成Unix时间戳的Base64编码（用于URL）和Unix时间戳值+一个密钥的Base64编码，此密钥为PBKDF2（password）。

3- 生成URL www.example.com/reset/user/Base64(time.time()) 并发送此URL + simpleencode.encode(key,asci)[::30]

4- 当用户单击URL时，将输入生成的代码，如果此生成的代码与URL匹配，则允许他修改密码，否则，它是一个无效URL！

- Abdelouahab Pp

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如果您确认它不在数据库中，并且足够长，以至于没有人能够猜测它，那么它就不需要是唯一的。 - Wooble

作为重置令牌的一部分，您不应以任何形式公开（哈希值）用户密码。这将允许攻击者学习哈希值，然后尝试暴力破解。 - zwol

您正在暴露PBKDF2（密码）。如果“密码”很弱，那么这是可以通过暴力破解来逆转的，如果它实际上是用户的密码，那么它很可能是弱密码。 - zwol

@AbdelouahabPp 这仍然是一个安全漏洞，而一个安全漏洞只有在被利用之前才不太可能被利用。尽量避免引入它们。您始终可以使用与存储密码时使用的不同盐值来安全地哈希密码。 - millimoose

@AbdelouahabPp，此外，30个字符的base64编码的随机数据（即哈希）绝对足够“独特”。 - millimoose

Answer 1

我不确定这是否是最好的方法，但我可能只会生成一个UUID4，在URL中使用它来重置密码并在“n”时间后过期。

>>> import uuid
>>> uuid.uuid4().hex
'8c05904f0051419283d1024fc5ce1a59'

您可以使用类似于http://redis.io的东西来保存该密钥，将其值设置为相应的用户ID并设置其生存时间。因此，当来自http://example.com/password-reset/8c05904f0051419283d1024fc5ce1a59的内容被检测到有效时，就允许更改为新密码。

如果您确实需要“验证PIN码”，那么可以与令牌一起存储一个小的随机密钥，例如：

>>> from string import digits
>>> from random import choice
>>> ''.join(choice(digits) for i in xrange(4))
'2545'

并请求将其输入重置链接中。

- Jon Clements

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@AbdelouahabPp，我个人认为你的方法过于复杂化了问题——而且没有理由使用任何关于用户的信息来生成令牌... - Jon Clements

如果你的意思是“伪造”，那么生成一个已发行的令牌的概率非常小（1/340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456），更不用说在它仍然有效的情况下了。不过，我已经添加了一个简单的 PIN 示例，如果这能让你感到更舒适的话... - Jon Clements

我不建议这样做。random 库的输出不安全且非常容易被预测。使用安全的随机数，例如 secrets 模块（3.6 版本）或 os.urandom（<3.6 版本）。 - Azsgy

uuid 是可以的，因为它使用了 os.urandom，但是 PIN 方案可能存在潜在的危险。 - Azsgy

非常抱歉，我之前只是粗略地浏览了一下，看到有人在令牌中使用了“random”，感到有些惊讶，但事实证明这并不是很准确。不过，在有人决定在没有令牌的情况下使用它之前，最好先加上免责声明。 - Azsgy

Answer 2

最简单的方法是使用ItsDangerous库：

你可以将用户ID序列化并签名为取消订阅电子邮件的URL。这样，您就不需要生成一次性令牌并将其存储在数据库中。同样适用于任何类型的帐户激活链接和类似事项。

您还可以嵌入时间戳，因此非常容易设置时间段，而无需涉及数据库或队列。所有内容都经过加密签名，因此您可以轻松查看是否被篡改。

>>> from itsdangerous import TimestampSigner
>>> s = TimestampSigner('secret-key')
>>> string = s.sign('foo')
>>> s.unsign(string, max_age=5)
Traceback (most recent call last):
  ...
itsdangerous.SignatureExpired: Signature age 15 > 5 seconds

- Doobeh

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有人能告诉我timestampsigner是如何工作的吗？我正在开发一个Web应用程序，需要生成基于时间的忘记密码链接，并且链接在一段时间后应该过期。 - Mandava Geethabhargava

如果您需要查看其实际工作方式，可以查看库的源代码 https://github.com/pallets/itsdangerous/blob/master/src/itsdangerous/timed.py - Doobeh

Answer 3

为什么不使用JWT作为此目的的令牌，它也可以设置到期时间，因此也可以将到期日期放入令牌中。

1. 使用秘密密钥生成令牌(JWT)
2. 发送包含令牌作为查询参数的链接的电子邮件(当用户打开链接时，页面可以读取令牌)
3. 在保存新密码之前验证令牌

为了生成JWT令牌，我使用pyjwt。下面的代码片段显示如何使用24小时(1天)的到期时间并使用秘密密钥进行签名：

import jwt
from datetime import datetime, timedelta, timezone

secret = "jwt_secret"
payload = {"exp": datetime.now(timezone.utc) + timedelta(days=1), "id": user_id}
token = jwt.encode(payload, secret, algorithm="HS256")
reset_token = token.decode("utf-8")

以下代码片段展示了如何在Django中设置令牌和新密码的验证。如果令牌已过期或被篡改，它将引发异常。

secret = "jwt_secret"
claims = jwt.decode(token, secret, options={"require_exp": True})
# Check if the user exists
user = User.objects.get(id=claims.get("id"))
user.set_password(password)
user.save()

- lordvcs

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感谢您提供这个额外的答案。如果用户 ID（在 JWT 中）是由客户端提供的（步骤 2，验证和存储新密码），是否存在任何缺点？ - Freude

应该没问题，因为您的后端代码将发送带有重置链接的电子邮件，即使恶意用户输入了其他人的ID，也只有正确的用户才能访问他的电子邮件收件箱，并且只有他能够单击重置链接。 - lordvcs