面试题：安全认证：如何设计基于OAuth的多端应用中访问令牌与刷新令牌的安全存储

Question

假设你正在开发一个同时支持Web、移动端的应用，基于OAuth进行安全认证。请描述你会如何设计访问令牌与刷新令牌在不同端（浏览器、移动设备）的安全存储方式，以防止令牌泄露，并列举可能面临的安全风险及应对措施。

Answer 1

一、访问令牌与刷新令牌在不同端的安全存储方式

1. 浏览器端
   • HttpOnly Cookie：
     • 存储方式：将访问令牌和刷新令牌存储在HttpOnly Cookie中。这样设置后，JavaScript无法访问该Cookie，减少了XSS（跨站脚本攻击）窃取令牌的风险。例如，在服务器端设置响应头：Set - Cookie: access_token=xxx; HttpOnly; Secure （Secure表示仅在HTTPS连接下传输）。
     • 优势：有效防止XSS攻击获取令牌。
     • 劣势：由于JavaScript无法访问，在单页应用（SPA）等需要前后端交互频繁的场景下，使用可能受限。
   • LocalStorage + 加密：
     • 存储方式：先在客户端使用加密算法（如AES）对令牌进行加密，然后将加密后的令牌存储在LocalStorage中。每次使用时，先从LocalStorage读取加密后的令牌，再进行解密。例如，使用CryptoJS库进行加密：var encryptedAccessToken = CryptoJS.AES.encrypt('access_token_value', 'secret_key'); localStorage.setItem('encryptedAccessToken', encryptedAccessToken.toString());
     • 优势：可用于SPA场景，便于前端获取和使用。
     • 劣势：如果加密密钥泄露，令牌仍可能被解密获取；并且LocalStorage本身存在安全风险，如XSS攻击可获取其中数据。
2. 移动设备端
   • Keychain（iOS）/ Keystore（Android）：
     • 存储方式：在iOS设备上，使用Keychain存储令牌。例如，通过Security.framework提供的API进行存储和读取。在Android设备上，使用Keystore存储。例如，通过Android Keystore System提供的API，将令牌以安全的方式存储。
     • 优势：这是操作系统提供的安全存储机制，具有较高的安全性，能防止应用被破解后令牌轻易被获取。
     • 劣势：不同平台API使用方式不同，开发需要适配不同平台代码。
   • SharedPreferences（Android）/ UserDefaults（iOS） + 加密：
     • 存储方式：类似于浏览器端LocalStorage + 加密的方式。在Android上，先对令牌加密，然后存储在SharedPreferences中；在iOS上，对令牌加密后存储在UserDefaults中。例如，在Android中：SharedPreferences sharedPref = getActivity().getPreferences(Context.MODE_PRIVATE); SharedPreferences.Editor editor = sharedPref.edit(); editor.putString("encryptedAccessToken", encryptedAccessToken.toString()); editor.apply();
     • 优势：方便在应用内获取和使用令牌。
     • 劣势：同样存在加密密钥泄露的风险，且相比Keychain/Keystore安全性稍低。

二、可能面临的安全风险及应对措施

1. XSS（跨站脚本攻击）
   • 风险：攻击者在网页中注入恶意脚本，窃取存储在浏览器中的令牌（如果未使用HttpOnly Cookie）。
   • 应对措施：使用HttpOnly Cookie存储令牌；对用户输入进行严格的过滤和转义，防止恶意脚本注入；启用内容安全策略（CSP），限制页面可加载的资源来源，降低XSS攻击成功的可能性。
2. CSRF（跨站请求伪造）
   • 风险：攻击者利用用户已登录的状态，在用户不知情的情况下，伪造请求发送到目标应用，利用存储的令牌执行操作。
   • 应对措施：在请求中添加CSRF令牌，每次请求时，服务器验证CSRF令牌的有效性；使用Same - Site Cookie属性，设置为Strict或Lax，限制Cookie在跨站请求中的发送。
3. 中间人攻击（MITM）
   • 风险：攻击者拦截网络通信，获取传输中的令牌。
   • 应对措施：使用HTTPS协议进行通信，对数据进行加密传输；在移动设备上，验证服务器证书的有效性，防止中间人伪造证书。
4. 应用被破解
   • 风险：在移动设备上，如果应用被破解，攻击者可能获取存储在应用内的令牌。
   • 应对措施：使用Keychain/Keystore存储令牌；对应用进行代码混淆，增加破解难度；定期对应用进行安全审计和漏洞扫描。
5. 加密密钥泄露
   • 风险：如果采用加密存储令牌的方式，加密密钥泄露会导致令牌被解密获取。
   • 应对措施：妥善保管加密密钥，避免硬编码在代码中；使用安全的密钥管理服务；定期更新加密密钥。