什么是Authentication？
首先解释两个长的很像、容易混淆的单词，Authentication（鉴定、认证）和Authorization（授权）。
Authentication就是要证明你是谁。举个例子，你告诉别人你的名字叫Alice，怎么样让别人确信你就是Alice，这就是Authentication。
Authorization则是当别人已经相信是你以后，你是不是被允不允许做做某件事儿。比如，当你已经证明了你就是Alice了，你可以查你自己的信用卡刷卡记录，但不能查Bob的刷卡记录，这就是Authorization（当然，如果Alice是Bob的老婆这种情况除外）。
这篇博客就主要看看HTTP Authentication到底是怎么回事。然后两种常见的Authentication机制：HTTP Basic和Digest。
HTTP Basic
顾名思义，HTTP Basic指的就是最简单的Authentication协议。简单到什么份儿上呢？直接方式告诉服务器你的用户名（username）和密码（password）。这里假设我们的用户名是Alice，密码是123456。
我们使用curl访问服务器
curl -u Alice:123456 http://kiwiserver.com/secret -v
request头部：
GET /secret HTTP/1.1
Authorization: Basic QWxpY2U6MTIzNDU2
...
我们这里看到发送的request头部中含有Authentication这个字段，其值为Basic QWxpY2U6MTIzNDU2。Basic表示的使用的是HTTP Basic Authentication。而QWxpY2U6MTIzNDU2，则是由“Alice:123456”进行Base64编码以后得到的结果。
response头部：
HTTP/1.1 200 OK
...
因为我们输入的是正确的用户名密码，所以服务器会返回200，表示验证成功。如果我们用错误的用户的密码来发送请求，则会得到类似如下含有401错误的response头部：
HTTP/1.1 401 Bad credentials
WWW-Authenticate: Basic realm="Spring Security Application"
...
乍看起来好像HTTP Basic还挺不错的，QWxpY2U6MTIzNDU2已经让人很难看出来用户名密码是什么了。但是，我们需要知道Base64编码是可逆的。也就是我们可以通过decode Base64的编码还原用户名和密码。
在命令行输入如下命令：
echo QWxpY2U6MTIzNDU2 | base64 -D
得到：
Alice:123456
轻松解密。试想，如果一个人通过一定的方法截获了Alice向服务器发送的请求，那不是很容易就能够得到她的用户名和密码了吗？所以，为了保证用户的安全，我们不会直接通过HTTP的方式使用Basic Authentication，而是会使用HTTPS，这样更安全一些。
Replay Attack
通过前面介绍，我们知道了通过可逆的Base64的编码方式不是太靠谱，那我们在发送密码之前，将密码用不可逆的方式进行编码不就完了吗?
比如，前面Alice的密码是123456，进行MD5编码
md5 -s 123456
以后得到的就是
e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
这样不就是不可逆的了？恩，即使有一个叫Craig的家伙截获了我向服务器发送的用户名密码，他也不知道我的密码到底是什么了。
的确，Craig拿到e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e这个被md5 hash过的密码也不知道Alice的密码是什么。但是，如果Craig直接拿着这个字符串放在HTTP头部，再发送给服务器不就OK了？Craig这样就根本不用解密这个密码也能装成“Alice”向服务器通信。这就叫做Replay Attack。
HTTP Digest
为了避免被坏人使用Replay Attack，一个简单的想法就是，让我们每次向服务器发送的认证信息都“必须”是不一样的，这样Craig即使拿到了这个认证信息也没有办法进行replay attack了。那如何让Alice每次向服务器发送的认证信息都是不一样的，同时能够让服务器知道这就是Alice呢？
这就引出了Digest Authentication了。当Alice初次访问服务器时，并不携带密码。此时服务器会告知Alice一个随机生成的字符串（nonce）。然后Alice再将这个字符串与她的密码123456结合在一起进行MD5编码，将编码以后的结果发送给服务器作为验证信息。
因为nonce是“每次”（并不一定是每次）随机生成的，所以Alice在不同的时间访问服务器，其编码使用的nonce值应该是不同的，如果携带的是相同的nonce编码后的结果，服务器就认为其不合法，将拒绝其访问。这样，即使Craig能够截获Alice向服务器发送的请求，也没有办法使用replay attack冒充成Alice了。
我们还是可以使用curl来查看这一过程：
curl -u Alice:123456 http://kiwiserver.com/secret -v --digest
curl和服务器通信过程
curl -------- request1:GET ------->> Server
curl <<------ response1:nonce ------- Server
curl ---- request2:Digest Auth ----> Server
curl <<------- response2:OK -------- Server
request1头部：
GET /secret HTTP/1.1
...
请求1中没有包含任何用户名和密码信息
response1头部：
HTTP/1.1 401 Full authentication is required to access this resource
WWW-Authenticate: Digest realm="Contacts Realm via Digest Authentication", qop="auth",nonce="MTQwMTk3OTkwMDkxMzo3MjdjNDM2NTYzMTU2NTA2NWEzOWU2NzBlNzhmMjkwOA=="
...
当服务器接收到request1以后，认为request1没有任何的Authentication信息，所以返回401，并且告诉curl nonce的值是MTQwMTk3OTkwMDkxMzo3MjdjNDM2NTYzMTU2NTA2NWEzOWU2NzBlNzhmMjkwOA
request2头部：
GET /secret HTTP/1.1
Authorization: Digest username="Alice", realm="Contacts Realm via Digest Authentication",nonce="MTQwMTk3OTkwMDkxMzo3MjdjNDM2NTYzMTU2NTA2NWEzOWU2NzBlNzhmMjkwOA==", uri="/secret", cnonce="MTQwMTk3", nc=00000001, qop="auth",response="fd5798940c32e51c128ecf88472151af"
...
curl接收到服务器的nonce值以后，就可以把如密码等信息和nonce值放在一起然后进行MD5编码，得到一个response值，如前面红色标出所示，这样服务器就可以通过这个值验证Alice的密码是否正确。
response2头部：
HTTP/1.1 200 OK
...
当我们完成Authentication以后，如果我们再次使用刚才的nonce值：
curl -X GET http://kiwisecrect.com/secret -H 'Authorization: Digest username="Alice", realm="Contacts Realm via Digest Authentication", nonce="MTQwMTk3OTkwMDkxMzo3MjdjNDM2NTYzMTU2NTA2NWEzOWU2NzBlNzhmMjkwOA==", uri="/secret", cnonce="MTQwMTk3", nc=00000001, qop="auth", response="fd5798940c32e51c128ecf88472151af"' -v
收到错误信息：
HTTP/1.1 401 Incorrect response
WWW-Authenticate: Digest realm="Contacts Realm via Digest Authentication", qop="auth", nonce="MTQwMTk4Mjg4MjQ5NjpjZmNiNzI2ZmFlNzA4Nzg3ZDUxNjk2YTEyMTU3OTc0Yg=="
Digest Authentication比Basic安全，但是并不是真正的什么都不怕了，Digest Authentication这种容易方式容易收到Man in the Middle式攻击。（未完待续）
