一、基本概念
Digest认证协议是一种身份验证方法，用于保护HTTP请求的安全性。它是HTTP协议的加密版本。Digest认证协议与基本认证协议类似，但不会将用户的密码以明文方式发送给服务器。Dgiest认证协议要求客户端向服务器发送请求，服务器使用给定的哈希函数计算关于发送的令牌的信息，并返回一个证书。
Digest认证协议的流程如下：
1、客户端发送令牌至服务器； 2、服务器使用密钥计算令牌的哈希，并将令牌响应返回给客户端； 3、客户端在将数据发送服务器时，将令牌一起发给服务器； 4、服务器再次使用密钥计算令牌的哈希值，并验证其是否与接收到的一致； 5、如果哈希值一致，则服务器认为请求有效，并返回请求所需的数据。
二、基本实现
下面我们以Python语言为例来演示Digest认证协议的基本实现过程：
import urllib.request
import hashlib
def get_md5(str):
"""
计算字符串的哈希值
"""
md5 = hashlib.md5()
md5.update(str.encode('utf-8'))
return md5.hexdigest()
def digest_auth(url, user, password):
"""
根据给定的URL、用户名和密码发送请求，并计算令牌的哈希值
"""
# 创建一个密码管理器
password_mgr = urllib.request.HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm()
password_mgr.add_password(None, url, user, password)
# 创建能够处理账户密码的处理器
handler = urllib.request.HTTPDigestAuthHandler(password_mgr)
# 创建 urllib.request 模块的 OpenerDirector 对象并获得 URI（统一资源标识符）
opener = urllib.request.build_opener(handler)
urllib.request.install_opener(opener)
# 发送请求到指定URL并打印响应
response = urllib.request.urlopen(url)
print(response.read().decode('utf-8'))
# 计算令牌的哈希值
ha1 = get_md5(user + ':Digest realm=""' + ':password')
ha2 = get_md5('GET:' + url)
token = get_md5(ha1 + ':nonce:nc:cnonce:qop:' + ha2)
return token
代码解析:
1、定义get_md5方法，用于计算字符串的哈希值;
2、定义digest_auth方法，用于实现Digest认证流程；在该方法中，我们创建了一个HTTP密码管理器，并向其中添加用户的账户密码。然后创建一个HTTP处理器，用于处理账户密码。接着，我们创建了一个OpenerDirector对象，并使用安装器将其安装。最后，我们向指定的URL发送请求并获取响应，在计算令牌的哈希值并返回。
三、参数介绍
Digest中有以下几个参数：
1、username：用户名；
2、realm：realm是服务器所希望对客户端认证的一个或多个域。realm可以是一个字符串值，也可以是多个字符串值的逗号分隔列表。客户端会提示用户输入用户名和密码，并将其发送至服务器。如果服务器认为这些凭据无效，则可以返回HTTP 401响应，以提示客户端要求用户输入凭据。
3、nonce：一次性的数字，用于表示该服务器对于本次请求的随机数。服务器返回的响应中通常包含一个nonce字段作为列表头信息。客户端使用此nonce字段从服务器获取响应后，然后转发给服务器，连同请求包含指定的nonce和dayn等信息，就可以用于鉴定服务器到客户机间的身份验证；
4、uri：这个域是可选的，URI为实现资源被请求的方式。如果在请求URL中包含了URI，例如http://www.example.com/path/page.html，那么在Authorization头部中也包含这个完整的URI；
5、qop：qop是质量保证(Quality of Protection)的缩写，表示使用的保证质量的方式。Digest现在已被增强为可提供客户端/服务器之间的完整性检测和保护，如果使用qop，则客户和服务器之间的数据将会以某种预定义的方式被加密和处理；
6、nc：用于客户端的消息计数器（Nonse Count），保证客户端对于同一Nonce的每个请求发送的nc数不同，并且按照先后顺序递增；
7、cnonce：用于客户端创建的Nonce字符串的值。如果客户端已经生成了一个随机值，那么可以将其放在cnonce字段中并将其发送至服务器
8、response：由客户端所提交的哈希值，使用的是与哈希函数相关的哈希。该哈希值由以下因素合并而成：服务端和客户端所共同协商的字符串QOP，服务端所返回的Nonce值，客户端所提交的客户端计数（NC），本次所请求的URI，客户端所知道的服务端密码以及其他一些数据。
四、安全性的弱点及解决方案
Digest认证虽然比Base认证更加安全，但仍存在一些问题。
1、摘要过期：摘要必须在一段时间内使用，此后不可再用。如果客户端在服务器尝试使用请求摘要时返回 401 页面，客户端需要只使用之前的摘要，它将被拒绝，因为摘要已过期。为了避免此问题，请适当设置摘要过期时间
2、响应使用相同的计数器值：攻击者会尝试使用相同的计数器值。为避免这种情况，建议在服务器上启用更强的请求级别摘要和对摘要的加密保护。
3、可重放攻击：攻击者可以删除然后在另一处使用有效摘要。为了避免此情况，请使用加密的SSL/TLS协议或使用严格的请求级别摘要方式。
4、人工重放：攻击者使用每个消息的MIME过程的机器重播Victim消息。为解决此问题，请使用严格的请求级别摘要方式。
五、总结
本文详细介绍了摘要认证协议(Digest Auth)。我们讨论了它的基本概念、实现、参数以及可能的安全性问题。
