Day 05：身分認證漏洞––弱密碼暴力破解與缺乏多因素驗證（MFA）的危機

2026 iThome 鐵人賽

DAY 5

Security

新手開發者的資安第一課：30 天搞懂 OWASP Top 10 與常見漏洞系列第 5 篇

18th鐵人賽

calvin0518

團隊nutc imac

2026-09-19 22:11:06

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在昨天的文章中，我們探討了「授權（Authorization）」問題——也就是使用者進入系統後能做什麼。今天我們要回到更前方的關卡：「認證（Authentication）」——系統如何確定「你真的就是你」？

在 OWASP Top 10 中，身分驗證與認證失敗（Identification and Authentication Failures）長期霸榜。如果身分驗證防線崩潰，攻擊者不用尋找複雜的程式碼漏洞，只要拿著正確的帳號密碼，就能像合法使用者一樣大搖大擺地登入系統。

什麼是弱密碼與暴力破解？

想像你家的大門鎖只使用了預設的 0000 或 1234（弱密碼），甚至門口站著一個小偷，正拿著一串包含數百萬把鑰匙的巨大鑰匙圈，一秒鐘試幾十把鎖（暴力破解）。如果你的門鎖沒有「連續錯 5 次就自動鎖住」的機制，門被打開只是時間問題。何況在現實世界中，攻擊者不會一組一組密碼慢慢猜，而是透過自動化腳本與專屬工具進行攻擊。

攻擊方式解析

瞭解攻擊者如何破解密碼，是設計安全認證機制的第一步：

Brute Force Attack（傳統暴力破解攻擊）：自動化程式從 a 到 zzzzzz，嘗試所有可能的字元組合。雖然耗時，但若密碼極短，可在幾秒內破解。
Dictionary Attack（字典攻擊）：利用事先整理好的「常用密碼清單」（如 123456, password, admin）進行快速比對。大部分使用者設定的弱密碼都會落在字典檔中。
Credential Stuffing（憑證填充 / 撞庫攻擊）：攻擊者收集其他網站洩漏的「帳號/密碼」組合，自動套用到各大熱門網站（如 GitHub、AWS、公務系統）嘗試登入。這是因為高達 60% 以上的使用者會在不同網站重複使用相同密碼。
Password Spraying（密碼噴射攻擊）：為了避開「單一帳號連續失敗 5 次就鎖定」的防禦機制，攻擊者轉為對大量不同的帳號，只嘗試 1~2 個極常見的密碼（例如 Spring2026! 或 Company2026!）。這樣既能保持低失敗頻率，又能掃出一堆弱密碼帳號。
Rainbow Table Attack（彩虹表攻擊）：當資料庫被洩漏時，若密碼雜湊值（Hash）沒有加上 Salt（鹽值），攻擊者可利用雜湊對照表（彩虹表）還原出原始密碼。

實務情境

情境：登入 API 的驗證機制與限制
無限制且未驗證 MFA


# 完全沒有限制嘗試次數、無防護機制，且僅依靠單一密碼驗證
@app.route('/api/v1/login', methods=['POST'])
def login():
    username = request.json.get('username')
    password = request.json.get('password')
    
    user = db.find_user(username)
    # 直接比對明文密碼，且登入失敗完全不記錄、不計數
    if user and user.password == password:
        return jsonify({"status": "success", "token": generate_token(user)})
    
    return jsonify({"status": "failed", "message": "Invalid credentials"}), 401

強認證 + 限流 + MFA 驗證

# 正確：實施速率限制 (Rate Limiting)、密碼雜湊比對與 MFA 驗證
from flask_limiter import Limiter
from werkzeug.security import check_password_hash

# 1. 對登入 API 實施 IP 與帳號等級的連線限流
@limiter.limit("5 per minute")
@app.route('/api/v1/login', methods=['POST'])
def login():
    username = request.json.get('username')
    password = request.json.get('password')
    mfa_code = request.json.get('mfa_code')  # 多因素驗證碼
    
    user = db.find_user(username)
    
    # 2. 檢查帳號是否因多次失敗而被暫時鎖定 (Lockout)
    if is_account_locked(username):
        return jsonify({"message": "Account temporarily locked. Try again later."}), 429
        
    # 3. 使用安全雜湊(hash)演算法 (如 bcrypt/Argon2) 比對密碼
    if not user or not check_password_hash(user.password_hash, password):
        record_failed_attempt(username)
        return jsonify({"message": "Invalid credentials"}), 401

    # 4. 強制第二階段身分驗證 (MFA Check)
    if not verify_mfa_totp(user.mfa_secret, mfa_code):
        return jsonify({"message": "Invalid MFA Code"}), 401

    reset_failed_attempts(username)
    return jsonify({"status": "success", "token": generate_token(user)})

如何正確建構強健的身分驗證防線？

要防禦自動化密碼攻擊，必須從政策與技術層面雙管齊下：

強制導入多因素驗證（Multi-Factor Authentication，MFA）

TOTP (Time-based One-Time Password)：使用 Google Authenticator、Authy 等 APP 生成每 30 秒更換一次的動態驗證碼。
FIDO2 / WebAuthn：結合硬體金鑰或裝置生物辨識，達成抵禦釣魚與撞庫的最高等級防護。

部署 Rate Limiting（速率限制）與 Account Lockout（帳號鎖定）

設定登入 API 門檻，例如：同一 IP 或同一帳號 1 分鐘內失敗超過 5 次，即封鎖 15 分鐘。

正確的密碼儲存機制（Password Hashing）

嚴禁明文儲存密碼！
必須使用具備適應性耗時（Work Factor）與自動加鹽（Salting）的演算法：Argon2id、bcrypt 或 PBKDF2，大幅增加攻擊者離線破解的成本

自動加鹽（Salting）：
當使用者設定密碼（例如 password123）時，系統會在後端隨機產生一串極長的隨機字串（稱為 Salt，鹽值），將「鹽值 + 密碼」組合在一起後，再丟進雜湊函數進行計算。最後把這個「鹽值」與「計算出的 Hash」一起存入資料庫。

適應性耗時 / 工作因子：
傳統的雜湊演算法（如 MD5, SHA-1, SHA-256）設計初衷是為了「極速計算」，這對密碼儲存來說反而成了致命傷（現代顯示卡 GPU 每秒可計算數百億次 SHA-256）。適應性耗時（Work Factor）允許開發者設定「演算法內部的迴圈迭代次數」或「記憶體消耗量」。計算一次 Hash，故意要求 CPU/GPU 強制執行數萬次的重複計算。