Ограничение частоты запросов и блокировка учётных записей

Атаки полного перебора в сети выполняют аутентификацию в работающих системах через сеть. Каждая попытка занимает как минимум один обмен туда и обратно, обычно 50–500 мс, поэтому злоумышленник в лучшем случае ограничен несколькими тысячами попыток в минуту. Это намного медленнее, чем взлом хешей в автономном режиме. Ограничение частоты и блокировка учетных записей используют это ограничение, делая перебор в сети практически невозможным за любой реалистичный период времени.

Простейшая защита от перебора в сети — блокировать учетную запись после заданного числа последовательных неудачных попыток входа, обычно от 5 до 10. Учетную запись можно заблокировать на определенный срок, например на 15 минут, или до тех пор, пока администратор не разблокирует ее вручную. Блокировка превращает атаку полного перебора из попытки подобрать пароль в атаку на доступность учетной записи.

Блокировка учетных записей создает уязвимость к отказу в обслуживании: злоумышленник, знающий действительные имена пользователей, может заблокировать все учетные записи, отправив по 5 неудачных попыток для каждой. Это неизбежный компромисс политики блокировки. Некоторые системы используют временную блокировку на 5 минут вместо постоянной, чтобы уменьшить последствия отказа в обслуживании. Другие вообще не блокируют учетные записи, а используют экспоненциальную задержку, замедляя злоумышленников без создания возможности отказа в обслуживании.

CAPTCHA (полностью автоматизированный публичный тест Тьюринга для различения компьютеров и людей) требует решить визуальную или звуковую задачу, легкую для человека, но сложную для автоматизированных ботов. Google reCAPTCHA v3 использует анализ поведения вместо явных заданий, присваивая оценку риска на основе движений мыши, времени выполнения действий и истории просмотра. CAPTCHA значительно замедляет автоматизированный перебор, не блокируя учетные записи.

Экспоненциальная задержка увеличивает время ожидания между разрешенными попытками входа после каждой неудачи: 1 секунда после первой, 2 секунды после второй, 4 секунды после третьей и так далее. После 10 неудач ожидание превышает 17 минут. Это делает полный перебор чрезвычайно медленным без полной блокировки учетной записи, устраняя риск отказа в обслуживании и одновременно сдерживая автоматизированные атаки.

Ограничение частоты по IP блокирует попытки входа или требует дополнительной проверки от IP-адресов, превысивших порог числа неудач за единицу времени. Если с одного IP за минуту отправлено 50 неудачных запросов входа, последующие попытки с этого адреса блокируются на час. Распределенные атаки с ботнетами, использующими тысячи разных IP-адресов, могут обходить простые ограничения для каждого IP, поэтому требуется более сложное выявление интенсивности атаки по нескольким сигналам.

Одноразовые пароли на основе времени (TOTP, используемые в Google Authenticator и аналогичных приложениях) создают 6-значный код, действительный в течение 30 секунд. Даже если злоумышленник подберет правильный пароль полным перебором, ему также потребуется текущий код TOTP. При наличии всего 1 миллиона возможных 6-значных кодов и окна длительностью 30 секунд практическое окно для перебора TOTP-кода ничтожно мало. MFA фактически устраняет перебор паролей как жизнеспособный вектор атаки.

bcrypt — это функция хеширования паролей с настраиваемым параметром трудоёмкости. При значении параметра 10 bcrypt тратит около 100 мс на хеширование одного пароля. При значении 12 это занимает около 400 мс. Поэтому злоумышленник, взламывающий хеши bcrypt в автономном режиме, может проверять на GPU не более нескольких сотен паролей в секунду, тогда как для MD5 этот показатель составляет миллиарды в секунду. Параметр трудоёмкости можно увеличивать по мере совершенствования аппаратного обеспечения, сохраняя постоянную сложность взлома.

Argon2 победил в конкурсе хеширования паролей в 2015 году и в настоящее время рекомендуется для новых систем. Его ключевое свойство — требовательность к памяти: для вычисления требуется настраиваемый объем RAM, обычно от 64 МБ до 1 ГБ. Это препятствует ускорению с помощью GPU и ASIC, поскольку у этих устройств ограничена пропускная способность памяти. Злоумышленник с GPU, способным выполнять тысячи параллельных вычислений bcrypt, из-за ограничений памяти может выполнять лишь несколько вычислений Argon2.

Межсетевые экраны веб-приложений (WAF) могут обнаруживать атаки с подстановкой учетных данных, выявляя закономерности в потоке неудачных попыток входа: большие объемы запросов с отдельных IP, попытки с использованием распространенных списков имен пользователей, аномальное географическое распределение попыток входа и временные шаблоны, характерные для автоматизированных средств. Правила WAF могут блокировать подозрительный трафик, требовать дополнительную проверку или замедлять его до того, как он достигнет приложения. Современные WAF интегрируют потоки данных о киберугрозах, содержащие сведения об известных диапазонах IP ботнетов.

Интеграция программного интерфейса HIBP в процессы смены пароля не позволяет пользователям устанавливать пароли, присутствующие в базах данных об известных утечках. Интерфейс использует k-анонимность: передаются только первые 5 шестнадцатеричных символов хеша SHA-1, что защищает конфиденциальность пользователей и при этом позволяет сопоставлять данные с 850 миллионами паролей, известных из утечек. Блокировка скомпрометированных паролей при регистрации существенно снижает уязвимость к атакам с подстановкой учетных данных.

Какой основной риск для безопасности создают строгие политики блокировки учетных записей, при которых учетные записи блокируются навсегда?

Перебор в сети ограничен задержкой сети; ограничение частоты и блокировка используют это ограничение. Блокировка учетных записей останавливает перебор, но позволяет проводить атаки отказа в обслуживании. Экспоненциальная задержка и CAPTCHA снижают оба риска. Ограничение частоты по IP выявляет атаки из одного источника. Многофакторная аутентификация с TOTP эффективно предотвращает перебор паролей. bcrypt и Argon2 замедляют автономный взлом хешей. Интерфейс HIBP блокирует известные скомпрометированные пароли при регистрации.