Menu
CoddyTech

限制登录频率

本课属于 Coddy Node.js 学习旅程的“身份验证与安全”单元。第 23 课,共 24 课。

脚本每分钟可以针对一个账号尝试数千个密码。按用户名统计登录失败次数,如果一分钟内失败 5 次,就拒绝继续检查,直到这一分钟结束。

状态码 429 Too Many Requests 说明了原因,Retry-After 标头说明需要等待多少秒。只统计失败次数:输入正确密码的人绝不能把自己锁在账号外。Map 按键存储值:map.get(key) 读取一个值,map.set(key, value) 写入一个值。它存储在内存中,对于一台服务器来说已经够用,并且会在服务器重启时清空。这个示例每分钟允许发送一封重置邮件,因此只保存时间。你的登录系统统计失败次数,因此记录中会保存次数和时间。

const lastSent = new Map();

app.post('/reset', (req, res) => {
    const email = String(req.body.email ?? '').toLowerCase();
    const wait = (lastSent.get(email) ?? 0) + 60_000 - Date.now();
    if (wait > 0) {
        res.set('Retry-After', String(Math.ceil(wait / 1000)));
        return res.status(429).json({ error: 'One reset email a minute' });
    }
    lastSent.set(email, Date.now());
    // ……发送邮件
});

这个学习版本会统计单个服务器进程中已完成的失败尝试。密码检查尚未完成时,并发请求可能会超过限制;生产环境中的限流器必须在检查密码之前统计尝试次数,并将计数保存在所有服务器共享的存储中。

challenge icon

挑战

简单

此步骤会打开课程中已准备好的私密笔记 API 项目,而不是你在 Security Headers 中的项目文件(包括 server.js)。你之前的工作仍保留在原来的课中。编辑 server.js 之前,先阅读提供的文件。这份项目副本包含私密笔记的所有者筛选条件、角色检查和安全标头。

脚本可以在一分钟内针对一个账户尝试数千个密码。降低尝试速度:一分钟内,同一用户名输错 5 次密码后,在这一分钟结束前停止检查该用户名的密码。

  1. 在 server.js 中的 POST /login 上方,用 Map 记录每个用户名的失败登录次数。为每个用户名保存失败次数和首次失败的时间。
  2. 在 POST /login 中,检查密码之前先查找该用户名的记录。首次失败发生在一分钟前或更早的记录视为不存在。如果该用户名在这一分钟内失败 5 次,就用状态码 429 响应,并返回 {"error": "Too many failed logins. Try again later."}。即使密码正确,也要这样处理。429 Too Many Requests 表示“请放慢速度”。
  3. 返回 429 时,将标头 Retry-After 设为距离首次失败满一分钟还剩的整秒数,例如 Retry-After: 42。
  4. 密码错误时,将该用户名的失败次数加 1,然后照常返回 401。首次失败,或旧记录过期后的首次失败,会以当前时间开始新的计数,次数为 1。
  5. 成功登录时绝不计入失败次数。一个用户名的失败次数不会限制其他用户名。

试一试:按“运行”。

  • 发送 POST /signup,并附上 {"username": "ada", "password": "correct horse"}。
  • 发送 POST /login,并附上 {"username": "ada", "password": "guess"},连续发送 5 次:每次状态码都是 401。
  • 第 6 次发送:状态码为 429。Headers 选项卡会显示 Retry-After,后面跟着剩余秒数,最多为 60。
  • 发送正确的密码 {"username": "ada", "password": "correct horse"}:仍然返回 429。
  • 发送 POST /signup,然后发送 POST /login,两者都附上 {"username": "bob", "password": "correct horse"}:状态码为 200,因为只有 ada 受到限制。一分钟后,ada 就能再次登录。

亲手试试

import express from 'express';
import { ObjectId } from 'mongodb';
import { randomBytes } from 'node:crypto';
import { parseCookies } from './cookies.js';
import { notes, sessions, users } from './db.js';
import { hashPassword, verifyPassword } from './passwords.js';

const app = express();
app.disable('x-powered-by');
app.use(express.json());

// 通过响应头告诉浏览器谨慎处理每个响应。
app.use((req, res, next) => {
    res.set({
        'X-Content-Type-Options': 'nosniff',
        'Referrer-Policy': 'no-referrer',
        'Content-Security-Policy': "default-src 'self'",
    });
    next();
});

// 唯一的管理员账号,密码来自环境变量。
await users.insertOne({ username: 'admin', role: 'admin', passwordHash: await hashPassword(process.env.ADMIN_PASSWORD) });

app.post('/signup', async (req, res) => {
    const username = String(req.body.username ?? '').trim().toLowerCase();
    const password = String(req.body.password ?? '');
    if (!username || password.length < 8) {
        return res.status(400).json({ error: 'Pick a username and a password of at least 8 characters' });
    }
    if (await users.findOne({ username })) {
        return res.status(409).json({ error: 'That username is taken' });
    }
    await users.insertOne({ username, role: 'member', passwordHash: await hashPassword(password) });
    res.status(201).json({ username });
});

app.post('/login', async (req, res) => {
    const username = String(req.body.username ?? '').trim().toLowerCase();
    const user = await users.findOne({ username });
    if (!user || !(await verifyPassword(String(req.body.password ?? ''), user.passwordHash))) {
        return res.status(401).json({ error: 'Wrong username or password' });
    }
    const sid = randomBytes(24).toString('base64url');
    await sessions.insertOne({ _id: sid, userId: user._id, createdAt: new Date() });
    res.cookie('sid', sid, {
        httpOnly: true,
        sameSite: 'lax',
        secure: true,
        maxAge: 24 * 60 * 60 * 1000,
    });
    res.json({ username: user.username });
});

// 查找会话 cookie 对应的用户,否则返回 401。
async function requireUser(req, res, next) {
    const { sid } = parseCookies(req.get('cookie'));
    const session = sid && (await sessions.findOne({ _id: sid }));
    const user = session && (await users.findOne({ _id: session.userId }));
    if (!user) {
        return res.status(401).json({ error: 'Log in first' });
    }
    req.user = { id: user._id.toHexString(), username: user.username, role: user.role };
    next();
}

// 如果已登录用户没有这个角色,就返回 403。
function requireRole(role) {
    return (req, res, next) => {
        if (req.user.role !== role) {
            return res.status(403).json({ error: 'Not allowed' });
        }
        next();
    };
}

app.get('/me', requireUser, (req, res) => {
    res.json({ username: req.user.username });
});

app.post('/logout', async (req, res) => {
    const { sid } = parseCookies(req.get('cookie'));
    if (sid) {
        await sessions.deleteOne({ _id: sid });
    }
    res.clearCookie('sid');
    res.status(204).end();
});

// 以页面形式显示你的笔记。
app.get('/', requireUser, async (req, res) => {
    const list = await notes.find({ owner: req.user.id }).toArray();
    const items = list.map((note) => `<li>${note.text}</li>`).join('');
    res.send(`<!doctype html><title>Vault</title><h1>${req.user.username}'s notes</h1><ul>${items}</ul>`);
});

// 笔记:每个用户只能读写自己的笔记。
app.get('/notes', requireUser, async (req, res) => {
    res.json(await notes.find({ owner: req.user.id }).toArray());
});

app.post('/notes', requireUser, async (req, res) => {
    const note = { owner: req.user.id, text: String(req.body.text ?? '') };
    await notes.insertOne(note);
    res.status(201).json(note);
});

app.get('/notes/:id', requireUser, async (req, res) => {
    if (!ObjectId.isValid(req.params.id)) {
        return res.status(404).json({ error: 'Note not found' });
    }
    const note = await notes.findOne({ _id: new ObjectId(req.params.id), owner: req.user.id });
    if (!note) {
        return res.status(404).json({ error: 'Note not found' });
    }
    res.json(note);
});

app.delete('/notes/:id', requireUser, async (req, res) => {
    if (!ObjectId.isValid(req.params.id)) {
        return res.status(404).json({ error: 'Note not found' });
    }
    const { deletedCount } = await notes.deleteOne({ _id: new ObjectId(req.params.id), owner: req.user.id });
    if (!deletedCount) {
        return res.status(404).json({ error: 'Note not found' });
    }
    res.status(204).end();
});

// 供管理员查看账号总数。
app.get('/admin', requireUser, requireRole('admin'), async (req, res) => {
    res.json({ users: await users.countDocuments() });
});

app.listen(3000, () => {
    console.log('Vault is running on port 3000');
});

身份验证与安全中的所有课

自己练习: Express 在线编辑器