c ++ 11 — Что делают токены и почему их нужно создавать в программировании на C ++?
Я читаю книгу (Принципы и практика программирования Бьярна Страуструпа).
В котором он вводит токены:
«Токен — это последовательность символов, представляющая то, что мы считаем единицей, например число или оператор. Именно так компилятор C ++ работает со своим источником. На самом деле, «токенизация» в той или иной форме — это то, с чего начинается большинство анализа текста ».
Я понимаю, что они есть, но он никогда не объясняет это в деталях, и это меня смущает.
Решение
Как уже упоминалось, Бьяране имеет в виду лексический анализ.
В общих чертах токенизация || создание токенов — это процесс обработки входных потоков и деления их на блоки, не беспокоясь о пробелах и т. д., лучше всего описанных ранее @StoryTeller.
«или, как сказал Бьяран: это последовательность символов, которые представляют то, что мы считаем единицей».
Сам токен является примером пользовательского типа C ++ ‘UDT’, такого как int или char, поэтому токен можно использовать для определения переменных и хранения значений.
UDT может иметь функции-члены, а также члены-данные. В вашем коде вы определяете две функции-члена, которые очень просты.
1) Добрый, 2) Ценность
На его основе мы можем инициализировать или построить его объекты.
Инициализация token_kind_one с его видом (оператор) ‘+’.
и token_kind_two с его видом (целое число / число) ‘8’ и значением 3,14.
Предположим, что у нас есть выражение из десяти символов 1 + 2 * 3 (5/4), что соответствует десяти токенам.
Компилятор C ++ передает данные файла в последовательность токенов, пропуская все пробелы. Чтобы было понятно для себя.
Другие решения
Токенизация важна для процесса выяснения того, что делает программа. То, на что ссылается Бьярне в отношении источника C ++, касается того, как на смысл программ влияют правила токенизации. В частности, мы должны знать, что такое токены и как они определены. В частности, как мы можем идентифицировать один токен, когда он появляется рядом с другими символами, и как мы должны разделять токены, если есть неоднозначность.
С + только, вышеупомянутое собирается просто применить унарный + на i дважды? Или это будет увеличивать его один раз? Это неоднозначно, естественно. Нам нужен дополнительный токен, и поэтому ввести ++ как его собственное «слово» в языке.
Но теперь есть другая (хотя и меньшая) проблема. Что делать, если программист хочет просто применить одинарный + в два раза, а не прирост? Нужны правила обработки токенов. Поэтому, если мы определим, что пробел всегда является разделителем для токенов, наш программист может написать:
Грубо говоря, реализация C ++ начинается с файла, полного символов, сначала преобразует их в последовательность токенов («слов» со значением в языке C ++), а затем проверяет, появляются ли токены в «предложении», имеющем некоторое допустимое значение. имея в виду.
Он ссылается на лексический анализ — необходимая часть каждого компилятора. Это инструмент для компилятора для осмысленной обработки текста (например, последовательности байтов). Например, рассмотрим следующую строку в C ++
когда компилятор просматривает текст, он сначала разбивает строку на последовательность токенов, которая может выглядеть следующим образом:
Это не должно интерпретироваться как выше (обратите внимание, что в моем случае оба kind а также value это строки), это просто пример того, как это можно сделать. Вы обычно делаете это через некоторые регулярные выражения.
В любом случае токены легче понять для машины, чем простой текст. Следующим шагом для компилятора является создание так называемого абстрактное синтаксическое дерево на основе токенизации и, наконец, добавить смысл всему.
Также обратите внимание, что если вы не пишете синтаксический анализатор маловероятно, что вы когда-либо будете использовать эту концепцию.
Вообще говоря, компилятор будет выполнять несколько операций с данным исходным кодом, прежде чем преобразовать его в двоичный формат. Одним из первых этапов является запуск токенизатора, где содержимое исходного файла преобразуется в токены, которые являются единицами, понятными компилятору. Например, если вы пишете заявление int a токенизатор может создать структуру для хранения этой информации.
Затем это будет называться токеном, и большая часть кода в исходном файле будет разбита на аналогичные структуры.
Токены vs Пароли
Пост навеян недавней темой про токены, в комментариях к которой царила некоторая неразбериха. Я сделал вывод, что многие не до конца понимают или даже вообще не понимают, что такое токен, с чем его едят и чем токен не является. Желание расставить все точки над i привело к написанию нижеследующего текста. Далее речь пойдет именно о USB-токенах, которые можно подключать к компьютеру, давать команды и получать результаты их выполнения. Приступим.
Аспекты хранения информации на токенах
Сразу хочется пояснить, что токен – это не флэшка. Конечно, он может хранить некоторое количество информации, но весьма ограниченное, например, 64 Кб. Существуют токены, которые содержат в себе флэш-память на несколько Гб. Однако данные хранятся в этой флэш-памяти при помощи той же самой технологии, что и на обычной флэшке. Поэтому функцию хранения больших объемов данных можно расценивать как второстепенную или побочную.
Можно сказать, что первоначальная функция токенов – это не извлекаемое хранение ключевой информации. Очевидно, с флэшкой общего мало. Что значит «не извлекаемое»? Это значит, что ключ из токена никогда не попадает никуда извне, например, в оперативную память компьютера. Данную строгую политику можно ослабить до того, что разрешается экспорт ключа из токена в оперативную память только в зашифрованном виде. Также существует опция экспорта ключа в открытом виде. Но даже при выборе владельца токена использовать только эту опцию, уровень безопасности все равно выше, чем хранение ключа на обычной флэшке. Выше он потому, что для экспорта ключа требуется знание PIN-кода, а для копирования ключа с флэшки PIN-код не требуется. Многие скажут: так можно же хранить ключ на флэшке и шифровать его паролем при помощи, например, RAR-а, и токен не нужен! Но, чтобы перебрать все пароли к архиву у нарушителя будет сколь угодно большое количество попыток, а токен после трех последовательных попыток ввода неверного PIN-а блокируется. Вывод: даже при самых скромных настройках безопасности хранить ключ на токене безопаснее, чем на флэшке. С хранением ключей все.
Другие функции токена
Что ещё умеет делать токен? Токен может самостоятельно:
1. Шифровать\расшифровывать в соответствии с алгоритмами симметричного и асимметричного шифрования
2. Генерировать ключи шифрования
3. Формировать и проверять ЭЦП
4. Хешировать данные и т.д.
Токен представляет собой некий «черный ящик» во время осуществления криптографических операций: данные поступают на вход, преобразуются с помощью ключа и передаются на выход. Его можно сравнить с микрокомпьютером. Ввод и вывод информации для токена происходит по USB, есть свой процессор, оперативная и защищенная долговременная память.
Для чего нам нужны пароли?
Для большинства из нас повсеместное использование паролей стало стандартом «де факто» или, если угодно, классикой современности. Хотим аутентифицироваться на почте или соцсетях – легко, зашифровать файл RAR-ом – пожалуйста. Главное преимущество паролей в простоте их использования. Однако, такие вопросы как забывчивость, передача по незащищенным каналам (теще по телефону), набор пароля на клавиатуре, предсказуемость и т.д. ставят под сомнение некоторые важные с точки зрения безопасности операции.
Если сравнивать пароль с криптографическим ключом, то выводы напрашиваются весьма неутешительные. В ГОСТ 28147-89 длина ключа составляет 256 бит (32 байта). При использовании генератора псевдослучайных чисел, ключ обладает хорошими статистическими свойствами. Пароль же, который является, например, словом из словаря, можно свести к псевдослучайному числу длиной 16 бит, что короче ГОСТ-ового ключа в 16 раз. Это сравнение само по себе представляет по криптографическим понятиям полный и безоговорочный fail!
Мое утверждение состоит в следующем: токены способны решать все те задачи, для которых сейчас применяются пароли. Все без исключения. И решать их более качественно и безопасно. Считаю, давно пора заменить схемы на паролях на полноценные криптографические протоколы с ключами. И в этом деле, лучшего помощника, нежели токен, не найти. Чтобы не быть голословным, рассмотрим пару конкретных примеров: аутентификация и шифрование данных.
Аутентификация
Подробно останавливаться на минусах парольной аутентификации нет смысла. Слишком много сообщений о взломанных страничках и почтовых ящиках нам приходилось слышать. А с помощью криптографии на токенах реально реализовать «любой из тысячи» существующих протоколов аутентификации, для которого ни перехват с модификацией трафика, ни кража БД с сервера не дадут результата для нарушителя. Пользователь может забыть пароль, но не может забыть ключ, т.к. последний надежно хранится на токене. Аутентифицироваться с токеном также удобно, как и по паролю.
Шифрование данных
Обычно данные шифруются на криптографическом ключе, а сам ключ шифруется на пароле. Безопасность всей схемы целиком и полностью зависит от пароля, который опять же не всегда сложен и случаен, набирается на клавиатуре, может быть забыт и т.д. В случае с токеном, возможны два варианта решения:
1. Ключ хранится на токене и не покидает его. Такой способ подходит только для малых объемов информации, т.к. скорость дешифрования при помощи токена не достаточно велика. Нарушителю извлечь ключ нереально.
2. Ключ хранится на токене, но при шифровании попадает в оперативную память. Этот способ применяется, например, для де/шифрования тома целиком. Извлечь ключ возможно, но не совсем тривиально. Пароль же украсть гораздо проще.
Конечно, за решения с помощью токенов придется платить, но к счастью, рублями, а не нервами и временем. Несмотря на то, что токены содержат полный арсенал криптографических операций, достаточно сложных для понимания большинством пользователей, само применение токена не представляет особого труда и интуитивно понятно. Токен действительно не требует от пользователя специальных профильных знаний и глубокого понимания заложенных в него механизмов. И он потенциально способен прийти на смену паролей и всего, что с ними связано.
Уверен, что при распространенности решений на основе токенов удастся избежать различных неприятных случаев, связанных с кражей паролей, а также увеличить уровень безопасности в глобальном смысле.
Искренне надеюсь, что у читателей остались вопросы, ведь рассказал о токенах я крайне мало. С удовольствием отвечу на них в комментариях!
Токен в BPMN. Определение, примеры + видео
В рамках подготовки курса по BPMN, некоторые видео я буду разворачивать в статьи для лучшего понимания слушателями. Видео урок вы можете увидеть в конце статьи.
Понятие токена в BPMN вызывает много вопросов, хотя на самом деле, эта сущность крайне проста и полезна. Для начала приведем классическое определение:
Токен – это теоретический концепт, который используется для понимания поведения рассматриваемого процесса. Поведение элементов процесса может быть понято через то, как они взаимодействуют с токеном, который перемещается по структуре процесса. Между тем в системах исполнения и моделирования, использующих BPMN стандарт, не обязательно в каком-либо виде указание токена.
Проще говоря, токен – это сущность, которую ввели для контроля работы бизнес-процесса, его отладки и тестирования. Так, в программировании для подобных целей существует пошаговое выполнение алгоритма (режим отладки). Программист в любой момент времени понимает, на каком этапе находится выполнение программы, может отследить, при каких условиях включается та или иная ветка.
В BPMN для аналогичных целей был введен токен. Т.е. по сути, это отметка, которая показывает вам, какой блок процесса выполняется в данный момент. Перемещая токен по процессу, вы сможете четко отследить, что и как будет работать в реальности.
Для того, чтобы работать с токеном, необходимо наличие самого бизнес-процесса. Без него само понятие токена теряет смысл. Давайте разберемся на примерах, что такое токен, и как с ним работать.
Пример № 1
Рассмотрим процесс закупки товара (см. рисунок ниже). Как видите, он довольно простой, потому описывать подробно сам процесс мы не будем, а сосредоточимся на токене.
В самом начале исполнения процесса токен находится в точке входа. Далее мы начинаем его перемещать. Двигаться токен может только последовательно, переходя с этапа на этап процесса.
Таким образом, токен переходит на этап «Создать документ Заявка на закупку товара». После успешного завершения этапа токен движется на этап «Отправить заявку на согласование» и т.д.
Если бы у нас не было такого элемента, как токен, мы бы не могли понять, где сейчас находится процесс.
Любой процесс запускается последовательно. Он не выполняется весь одновременно, а только в определенной точке. Это может быть задача, шлюз или событие. Но важно понимать, что не все процессы запускаются, не все шлюзы обрабатываются, не все задачи выполняются.
В каждый момент времени выполняется только тот элемент, на котором находится токен. Причем, только тот, который необходим по логике протекания процесса.
В нашем случае после шлюза «Заявка одобрена?» получен ответ «Да». И токен движется по соответствующей ветке. Финал работы – точка выхода.
Пример № 2
Для лучшего понимания рассмотрим тот же процесс. Но в этот раз после шлюза мы получили ответ «Нет».
В этом случае токен движется по другой по другой ветке или, иначе говоря, по другому потоку нашего процесса.
Важно понимать, что токен «не знает» о том, что у нас есть какие-то другие задачи. Процесс, т.е. токен после шлюза пошел по пути потока «нет». Соответственно, все, что касается ветки «да», в этом случае не интересно ни нам, ни процессу, который выполняется. Таким образом, те ветки, которые не задействованы здесь и сейчас, для процесса не существуют.
Пример № 3
При работе с бизнес-процессом токенов может быть несколько, например, если выполняется две или более ветки процесса параллельно. Рассмотрим пример бизнес-процесса «Согласование закупки».
Здесь мы также не будем останавливаться на самом процессе. Основные элементы понятны из графической модели, а подробности в данном случае не нужны. Обратите внимание на этап «Одобрить заявку». После него на схеме находится параллельный шлюз. Этот элемент включает два потока одновременно.
Посмотрите, как это изображается при помощи токенов. На точке входа и до параллельного шлюза включительно перемещается один токен. Далее нам нужно выполнить два параллельных процесса. В результате один токен разделяется на два, которые выполняются одновременно.
Подведем итоги
Как видите, на самом деле токен – это просто, понятно и удобно. Использование этой сущности поможет вам всегда четко понимать, как работает ваш процесс, даже если он будет сравнительно сложным. Используйте токены после создания графической модели для самопроверки. Применяйте их при демонстрации для лучшего понимания сути ваших предложений. О других полезных элементах BPMN мы обязательно поговорим в следующих публикациях.
Токен Авторизации
В настоящее время киберпреступность стала проблемой мирового уровня. Например, Дмитрий Самарцев, директор BI.ZONE в сфере кибербезопасности привёл на Всемирном экономическом форуме следующие цифры. В 2018 году ущерб мировой экономики от киберпреступности составил по его словам 1.5 триллиона долларов. В 2022 году прогнозируются потери уже в 8 триллионов, а в 2030 ущерб от киберпреступлений может превысить 90 триллионов долларов. Чтобы уменьшить потери от киберпреступлений, необходимо совершенствовать методы обеспечения безопасности пользователей. В настоящее время существует множество методов аутентификации и авторизации, которые помогают реализовать надежную стратегию безопасности. Среди них многие эксперты выделяют в качестве лучшей авторизацию на основе токенов.
До появления токена авторизации повсеместно использовалась система паролей и серверов. Сейчас эта система всё ещё остаётся актуальной из-за своей простоты и доступности. Используемые традиционные методы гарантируют пользователям возможность получить доступ к их данным в любое время. Это не всегда эффективно.
Рассмотрим эту систему. Как правило, идеология их применения базируется на следующих принципах:
Осуществляется генерация аккаунтов, т.е. люди придумывают сочетание букв, цифр или любых известных символов, которые станут логином и паролем.
Для осуществления возможности входа на сервер, пользователю требуется сохранять эту уникальную комбинацию и всегда иметь к ней доступ.
При необходимость заново подключиться к серверу и авторизироваться под своим аккаунтом, пользователю требуется заново вводить пароль и логин.
Кража паролей – это далеко не уникальное событие. Один из первых задокументированных подобных случаев произошел еще в 1962 году. Людям не просто запоминать разные комбинации символов, поэтому они часто записывают все свои пароли на бумаге, используют один и тот же вариант в нескольких местах, лишь слегка модифицируют с помощью добавления символов или изменением регистра некий старый пароль, чтобы использовать его в новом месте, из-за чего два пароля становятся крайне схожи. Логины по той же причине часто делаются одинаковые, идентичные.
Помимо опасности кражи данных и сложности с хранением информации, пароли также требуют проверки подлинности сервера, что увеличивает нагрузку на память. Каждый раз, когда пользователь входит в систему, компьютер создает запись транзакции.
Типы токенов авторизации
Токены авторизации различаются по типам. Рассмотрим их:
Устройства, которые необходимо подключить физически. Например: ключи, диски и тому подобные. Тот, кто когда-либо использовал USB-устройство или смарт-карту для входа в систему, сталкивался с подключенным токеном.
Устройства, которые находятся достаточно близко к серверу, чтобы установить с ним соединение, но оно не подключаются физически. Примером такого типа токенов может служить «magic ring» от компании Microsoft.
устройства, которые могут взаимодействовать с сервером на больших расстояниях.
Во всех трех случаях пользователь должен что-то сделать, чтобы запустить процесс. Например, ввести пароль или ответить на вопрос. Но даже когда эти шаги совершаются без ошибок, доступ без токена получить невозможно.
Процесс токен авторизации
Авторизация с помощью токена происходит следующим образом. Сначала человек запрашивает доступ к серверу или защищенному ресурсу. Запрос обычно включает в себя ввод логина и пароля. Затем сервер определяет, может ли пользователь получить доступ. После этого сервер взаимодействует с устройством: ключ, телефон, USB или что-то ещё. После проверки сервер выдает токен и отправляет пользователю. Токен находится в браузере, пока работа продолжается. Если пользователь попытается посетить другую часть сервера, токен опять связывается с ним. Доступ предоставляется или, наоборот, запрещается на основе выданного токена.
Администраторы устанавливают ограничения на токены. Можно разрешить одноразовый токен, который немедленно уничтожается, когда человек выходит из системы. Иногда устанавливается маркер на самоуничтожение в конце определенного периода времени.
Что такое аутентификация на основе токенов?
аутентификация по паролю (обычное запоминание комбинации символов)
аутентификация по биометрии (отпечаток пальца, сканирование сетчатки глаза, FaceID)
Аутентификация токенов требует, чтобы пользователи получили сгенерированный компьютером код (или токен), прежде чем им будет предоставлен доступ в сеть. Аутентификация токенов обычно используется в сочетании с аутентификацией паролей для дополнительного уровня безопасности (двухфакторная аутентификация (2FA)). Если злоумышленник успешно реализует атаку грубой силы, чтобы получить пароль, ему придется обойти также уровень аутентификации токенов. Без доступа к токену получить доступ к сети становится труднее. Этот дополнительный уровень отпугивает злоумышленников и может спасти сети от потенциально катастрофических нарушений.
Как токены работают?
Во многих случаях токены создаются с помощью донглов или брелоков, которые генерируют новый токен аутентификации каждые 60 секунд в соответствии с заданным алгоритмом. Из-за мощности этих аппаратных устройств пользователи должны постоянно держать их в безопасности, чтобы они не попали в чужие руки. Таким образом, члены команды должны отказаться от своего ключа или брелока, если команда распадается.
Наиболее распространенные системы токенов содержат заголовок, полезную нагрузку и подпись. Заголовок состоит из типа полезной нагрузки, а также используемого алгоритма подписи. Полезная нагрузка содержит любые утверждения, относящиеся к пользователю. Подпись используется для доказательства того, что сообщение не подвергалось опасности при передаче. Эти три элемента работают вместе, чтобы создать высокоэффективную и безопасную систему аутентификации.
Хотя эти традиционные системы аутентификации токенов все еще действуют сегодня, увеличение количества смартфонов сделал аутентификацию на основе токенов проще, чем когда-либо. Смартфоны теперь могут быть дополнены, чтобы служить генераторами кодов, предоставляя конечным пользователям коды безопасности, необходимые для получения доступа к их сети в любой момент времени. В процессе входа в систему пользователи получают криптографически безопасный одноразовый код доступа, который ограничен по времени 30 или 60 секундами, в зависимости от настроек на стороне сервера. Эти мягкие токены генерируются либо приложением-аутентификатором на устройстве, либо отправляются по запросу через SMS.
Появление аутентификации на основе токенов смартфонов означает, что у большинства сотрудников уже есть оборудование для генерации кодов. В результате затраты на внедрение и обучение персонала сведены к минимуму, что делает эту форму аутентификации на основе токенов удобным и экономически выгодным вариантом для многих компаний.
Безопасно ли использование токенов?
По мере роста киберпреступности и усложнение методов атак должны совершенствоваться методы и политика защиты. Из-за растущего использования атак “грубой силой”, перебора по словарю и фишинга для захвата учетных данных пользователей становится совершенно очевидно, что аутентификации по паролю уже недостаточно, чтобы противостоять злоумышленникам.
Но, несмотря на множество преимуществ, связанных с платформой токенов, всегда остается небольшой риск. Конечно, токены на базе смартфонов невероятно удобны в использовании, но смартфоны также представляют собой потенциальные уязвимости. Токены, отправленные в виде текстов, более рискованны, потому что их можно перехватить во время передачи. Как и в случае с другими аппаратными устройствами, смартфоны также могут быть потеряны или украдены и оказаться в руках злоумышленников.
Рекомендации по аутентификации на основе токенов
Реализация надежной стратегии аутентификации имеет решающее значение, когда речь идет о том, чтобы помочь клиентам защитить свои сети от нарушения безопасности. Но для того, чтобы стратегия действительно была эффективной, требуется выполнение нескольких важных основных условий:
Правильный веб-токен. Хотя существует целый ряд веб-токенов, ни один из них не может обеспечить ту же надежность, которую предоставляет веб-токен JSON (JWT). JWT считается открытым стандартом (RFC 7519) для передачи конфиденциальной информации между несколькими сторонами. Обмен информацией осуществляется цифровой подписью с использованием алгоритма или сопряжения открытого и закрытого ключей для обеспечения оптимальной безопасности.
Использование HTTPS-соединений. HTTPS-соединения были построены с использованием протоколов безопасности, включающих шифрование и сертификаты безопасности, предназначенные для защиты конфиденциальных данных. Важно использовать HTTPS-соединение, а не HTTP или любой другой протокол соединения при отправке токенов, так как эти в ином случае возрастает риск перехвата со стороны злоумышленника.
Что такое JSON веб-токены?
В своей компактной форме веб-токены JSON состоят из трех частей, разделенных точками: заголовок, полезная нагрузка, подпись. Поэтому JWT выглядит обычно выглядит следующим образом: «xxxx.yyyy.zzzz».
Заголовок состоит из двух частей: типа токена, которым является JWT, и используемого алгоритма подписи, такого как HMAC SHA256 или RSA.
Тоже не понял, что за прикол там происходит.
Подпись же используется для проверки того, что сообщение не было изменено по пути, а в случае токенов, подписанных закрытым ключом, она также может подтвердить, что отправитель JWT тот, за себя выдает.
Выходные данные представляют собой три строки Base64-URL, разделенные точками, которые могут быть легко переданы в средах HTML и HTTP, будучи при этом более компактными по сравнению со стандартами на основе XML, такими как SAML.
Почему стоит использовать токены авторизации?
Многие люди считают, что если текущая стратегия работает хорошо (пусть и с некоторыми ошибками), то нет смысла что-то менять. Но токены авторизации могут принести множество выгод.
Они хороши для администраторов систем, которые часто предоставляют временный доступ, т.е. база пользователей колеблется в зависимости от даты, времени или особого события. Многократное предоставление и отмена доступа создаёт серьёзную нагрузку на людей.
Токены авторизации позволяют обеспечить детальный доступ, т.е. сервер предоставляет доступ на основе определенных свойств документа, а не свойств пользователя. Традиционная система логинов и паролей не допускает такой тонкой настройки деталей.
Токены авторизации могут обеспечить повышенную безопасность. Сервер содержит конфиденциальные документы, которые могут нанести компании или стране серьезный ущерб при выпуске. Простой пароль не может обеспечить достаточную защиту.
Есть и другие преимущества использования этой технологии. Но даже уже перечисленных достаточно, чтобы внедрить её на сервера.