پیاده‌سازی تکنیک‌های rate limiting برای جلوگیری از حملات Brute Force در PHP

پیاده‌سازی تکنیک‌های Rate Limiting برای جلوگیری از حملات Brute Force در PHP

حملات Brute Force یکی از روش‌های متداول برای دسترسی غیرمجاز به سیستم‌های آنلاین است. در این نوع حملات، مهاجم تلاش می‌کند با امتحان کردن تعداد زیادی از رمزهای عبور، به حساب‌های کاربری دسترسی پیدا کند. برای جلوگیری از چنین حملاتی در برنامه‌های PHP، یکی از راهکارهای مؤثر استفاده از Rate Limiting است. این روش به کنترل تعداد درخواست‌های مجاز از یک کاربر یا آدرس IP در یک بازه زمانی مشخص کمک می‌کند. در این مقاله، به معرفی و توضیح نحوه پیاده‌سازی تکنیک‌های Rate Limiting در PHP برای جلوگیری از حملات Brute Force می‌پردازیم.

۱. اهمیت Rate Limiting

Rate Limiting به معنای محدود کردن تعداد دفعات درخواست‌هایی است که از سمت یک کاربر یا IP خاص به سرور ارسال می‌شود. این تکنیک به‌طور مؤثری می‌تواند از حملات Brute Force و Denial of Service (DoS) جلوگیری کند. با اعمال محدودیت‌های مناسب، مهاجمان نمی‌توانند تعداد زیادی درخواست در مدت‌زمان کوتاه ارسال کنند و از این رو نمی‌توانند به‌سرعت رمزهای عبور یا سایر اطلاعات حساس را حدس بزنند.

۲. روش‌های مختلف پیاده‌سازی Rate Limiting

برای پیاده‌سازی Rate Limiting در PHP، چندین روش مختلف وجود دارد که بسته به نوع پروژه و نیازهای امنیتی می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید:

الف) محدود کردن تعداد درخواست‌ها بر اساس IP

یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای پیاده‌سازی Rate Limiting، محدود کردن تعداد درخواست‌های یک آدرس IP در یک بازه زمانی مشخص است. در این روش، تعداد درخواست‌ها از هر آدرس IP شمارش می‌شود و اگر تعداد درخواست‌ها بیش از حد مجاز باشد، درخواست‌های بعدی رد می‌شوند یا کاربر برای مدتی مسدود می‌شود.

ب) محدود کردن تعداد درخواست‌ها برای هر کاربر

در این روش، محدودیت‌های Rate Limiting بر اساس شناسه کاربری اعمال می‌شود. به این معنی که هر کاربر (بر اساس نام کاربری یا ایمیل) تنها مجاز است تعداد محدودی درخواست در یک بازه زمانی مشخص ارسال کند.

ج) پیاده‌سازی بر اساس کلیدهای API

برای برنامه‌هایی که از API استفاده می‌کنند، محدود کردن درخواست‌ها بر اساس کلید API نیز یکی از روش‌های رایج است. در این روش، هر کلید API می‌تواند تعداد مشخصی درخواست در یک بازه زمانی ارسال کند.

۳. روش‌های ذخیره‌سازی تعداد درخواست‌ها

برای پیاده‌سازی Rate Limiting نیاز است که تعداد درخواست‌های هر کاربر یا IP را در یک بازه زمانی مشخص ذخیره و بررسی کنید. چندین روش برای انجام این کار وجود دارد:

الف) ذخیره در پایگاه داده

استفاده از یک جدول در پایگاه داده برای ذخیره اطلاعات مربوط به تعداد درخواست‌ها و زمان ارسال هر درخواست، یکی از روش‌های معمول است. این روش نیازمند پرس‌وجوهای سریع و بهینه است تا تعداد درخواست‌ها برای هر IP یا کاربر را در بازه زمانی خاص محاسبه کنید.

ب) استفاده از سیستم‌های کش مانند Redis

برای افزایش کارایی و جلوگیری از فشار بر پایگاه داده، می‌توانید از سیستم‌های کش مانند Redis استفاده کنید. Redis امکان ذخیره‌سازی اطلاعات مربوط به تعداد درخواست‌ها را به صورت کلید-مقدار فراهم می‌کند و می‌تواند با سرعت بالایی داده‌ها را بازیابی کند.

ج) استفاده از فایل‌ها

اگر برنامه شما بسیار کوچک است و نیازی به پیاده‌سازی سیستم‌های کش یا پایگاه داده ندارید، می‌توانید تعداد درخواست‌ها را در فایل‌های متنی ذخیره کنید. هرچند این روش برای برنامه‌های بزرگ و پرترافیک توصیه نمی‌شود، اما برای پروژه‌های کوچک و آزمایشی ممکن است کافی باشد.

۴. تکنیک‌های مختلف Rate Limiting

چندین الگوریتم برای پیاده‌سازی Rate Limiting وجود دارد که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند:

الف) Fixed Window (پنجره ثابت)

در این روش، تعداد درخواست‌ها در یک بازه زمانی مشخص (مثلاً یک دقیقه) شمارش می‌شود. اگر تعداد درخواست‌ها از حد مجاز بیشتر شود، درخواست‌های اضافی تا پایان بازه زمانی رد می‌شوند. این روش ساده است اما ممکن است در برخی شرایط دقیق عمل نکند.

ب) Sliding Window (پنجره لغزان)

این روش مشابه پنجره ثابت است، اما به‌جای شمارش درخواست‌ها در یک بازه زمانی ثابت، به‌صورت پویا و بر اساس زمان دقیق هر درخواست شمارش انجام می‌شود. این روش دقت بیشتری دارد و از مشکلات مربوط به پنجره ثابت جلوگیری می‌کند.

ج) Token Bucket (سطل توکن)

در این روش، هر کاربر یا IP یک سطل مجازی دارد که تعداد مشخصی “توکن” در آن ذخیره شده است. با هر درخواست، یک توکن از سطل کم می‌شود. زمانی که توکن‌ها تمام شوند، کاربر باید تا پر شدن مجدد سطل منتظر بماند. این روش انعطاف‌پذیری بیشتری در مدیریت نرخ درخواست‌ها فراهم می‌کند.

۵. مدیریت رفتار در هنگام عبور از محدودیت‌ها

پس از اعمال Rate Limiting، باید تصمیم بگیرید که با کاربران یا درخواست‌هایی که از محدودیت‌ها عبور می‌کنند، چه برخوردی انجام دهید. برخی روش‌های رایج عبارتند از:

• مسدود کردن موقت کاربر یا IP: برای مدتی دسترسی کاربر یا IP را مسدود کنید تا از انجام حملات مداوم جلوگیری شود.
• نمایش پیام هشدار: به کاربر اطلاع دهید که تعداد درخواست‌های مجاز را رد کرده است و از او بخواهید که بعداً تلاش کند.
• بازگشت کد وضعیت HTTP 429 (Too Many Requests): این کد وضعیت به مرورگر یا کلاینت اعلام می‌کند که تعداد درخواست‌ها از حد مجاز گذشته و باید تا پایان بازه زمانی منتظر بمانند.

۶. نکات کلیدی برای پیاده‌سازی Rate Limiting در PHP

• بهینه‌سازی پایگاه داده یا کش: برای افزایش کارایی، از سیستم‌های کش مانند Redis یا بهینه‌سازی جداول پایگاه داده استفاده کنید.
• مدیریت رفتار کاربران حقیقی: مطمئن شوید که پیاده‌سازی Rate Limiting باعث مشکلاتی برای کاربران حقیقی نمی‌شود و فقط برای حملات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• مدیریت درخواست‌های API: برای محافظت از APIهای برنامه PHP خود، نرخ درخواست‌ها را به‌طور جداگانه و دقیق مدیریت کنید.

نتیجه‌گیری

Rate Limiting یک راهکار مؤثر برای جلوگیری از حملات Brute Force و محافظت از برنامه‌های PHP در برابر درخواست‌های مکرر و مخرب است. با پیاده‌سازی مناسب این تکنیک و استفاده از روش‌های بهینه ذخیره‌سازی و محدودیت‌های دقیق، می‌توانید امنیت برنامه خود را به‌طور چشمگیری افزایش دهید و حملات مخرب را مهار کنید.