游戏协议加密及身份验证
发表于2016-08-30
时间如白驹过隙，一眨眼就过去了，本打算在2月份发这篇的，结果一直误以为2月有31日……
这一块之前一直感兴趣，终于在2月份争取到机会去做这一块的工作。前辈给我留下了一个鉴权的框架：
１、客户端连接服务器
２、服务器将随机数发给客户端
３、客户端用客户端私钥加密，发回到服务器
４、服务器端用客户端公钥解开密文，比对解开的随机数是否与原来的一致
５、如果一致，则客户端发送随机数到服务器，服务器用服务器端私钥加密，将密文发送到客户端；同时，产生新的随机数，用于稍后对会话进行rc4加密，并将这个随机数以客户端公钥加密，发送到客户端。
６、客户端用服务器端公钥解开密钥，比对随机数和自己发的是否相同，相同的话则用客户端私钥解开下一个包，取出用于rc4加密的key密文
７、至此，双方身份验证完成，会话先进行压缩，再通过rc4算法进行加密
在这里，私钥充当了一个身份的象征，只要拥有私钥，就认为对方是授信客户端。可能有朋友会问，如果客户端被破解怎么办？我觉得安全专家道哥有个观点很好，“安全的本质是信任的问题。设计任何安全方案，最终都必须要有一个东西是「假设可以信任的」，只是看这个「可信任」的东西被攻击成功的概率大小。如果不这么做，则做不出任何的安全方案。”所以，考虑协议安全的时候，我们只能选择相信客户端密钥被安全的保管着。
回头再看看这个方案，这里用到了私钥进行加密。熟悉ssh的同学应该会联想到其挑战过程，ssh服务器是用客户端公钥对随机数进行加密，再发送到客户端的。公钥加密和私钥加密的区别是，在明文相同的情况下，公钥加密出来的密文每次都不一样，而私钥加密出来的密文是每次都相同的。示例代码可以参见： https://github.com/spin6lock/rsa_encrypt_and_decrypt_in_c 密文和明文总是一一映射，容易被碰撞攻击，进而绕过加密过程。因此，私钥加密多用于身份验证，比如电子邮件的数字签名，首先用md5对邮件明文进行信息摘要，然后用私钥进行加密，公钥是公开的，保证任何看到这封邮件的人都可以进行解密，获取md5信息进行验证，确保邮件没有被纂改。
于是，我花了一周左右的时间修改了验证流程。新的验证流程如下：
１、客户端连接服务器
２、服务器用客户端公钥加密随机数，发给客户端
３、客户端用客户端私钥解密，发回服务器
４、服务器对比随机数，不一样的话就断开连接
５、客户端用服务器端公钥加密随机数，发送到服务器
６、服务器用私钥解密，发送回客户端
７、客户端验证通过
８、服务器用客户端公钥加密rc4会话所用密钥，发送到客户端
９、客户端用公钥解开，接下来在rc4加密下上传
接下来，想针对手机网络模块的工作特点进行协议优化。由于手机受限于电量，网络芯片工作时会有启动，半速，全速，半速，设备待机这个速度曲线，如果能够在应用层对包进行打包发送，能够大大提高手机的待机时间，参见这篇开发指南。协议压缩放在下一篇吧~