Spring Boot 中该如何防御计时攻击

计时攻击是一种通过测量响应时间来推断出某些操作是否成功的方式。在Web应用程序中，计时攻击可以被用于探测密码的正确性、窃取加密令牌的密钥或破解加密算法等。

Spring Boot应用程序中要防御计时攻击，可以采取以下措施：

1. 引入 Thymeleaf应用模板引擎，并且使用它提供的 th:if 和 th:unless 指令来控制用户输入的数据。示例代码如下：

<form th:action="@{/login}" method="post">
    <label for="username">Username:</label>
    <input type="text" name="username" required="required" th:value="${username}" />

    <label for="password">Password:</label>
    <input type="password" name="password" required="required" />

    <button type="submit">Login</button>
</form>

在这里，我们使用了 th:if 指令来限制用户输入的数据长度，如果数据长度超过了指定长度，则认为用户输入了无效数据。这样可以避免攻击者利用响应时间来判断用户输入数据是否合法。当然，在实际应用中，要根据具体情况设计数据验证规则。

1. 避免在处理加密操作或者密码验证时，直接返回一个 boolean 值。因为当在验证过程中的某个点出现明显的时间延迟时，就会暴露账户的安全性。相反，我们应该用常量时间的算法来处理加密或校验密码等敏感操作。这可以通过以下两个示例来说明：

2.1 避免在处理密码时，直接返回 boolean 值

以下示例代码是采用常规方式进行两个字符串的比较，容易受到计时攻击：

public static boolean comparePasswords(String a, String b) {
    if (a == null || b == null) return false;
    if (a.length() != b.length()) return false;

    boolean result = true;
    for (int i = 0; i < a.length(); i++) {
        result &= a.charAt(i) == b.charAt(i);
    }

    return result;
}

可以通过下面这种方法来改进：

public static boolean comparePasswords(String a, String b) {
    if (a == null || b == null) return false;
    if (a.length() != b.length()) return false;

    boolean result = true;
    for (int i = 0; i < a.length(); i++) {
        // 使用异或操作来避免计时攻击
        result &= a.charAt(i) ^ b.charAt(i) == 0;
    }

    return result;
}

2.2 避免在处理身份验证等操作时，直接返回 boolean 值

以下示例代码是利用 MessageDigest 进行 SHA-1 加密操作：

public static boolean authenticateUser(String username, String password, String storedHash) {
    if (password == null || password.length() == 0) return false;

    String saltedPassword = username + password;
    String hashedPassword = generateSHA1Hash(saltedPassword);
    boolean isAuthenticated = hashedPassword.equals(storedHash);

    return isAuthenticated;
}

可以使用以下方式进行改进，从而避免被计时攻击：

public static boolean authenticateUser(String username, String password, String storedHash) {
    if (password == null || password.length() == 0) return false;

    byte[] salt = getSalt(username);
    byte[] calculatedHash = generateSHA1Hash(password, salt);
    boolean isAuthenticated = Arrays.equals(calculatedHash, storedHash);

    return isAuthenticated;
}