聊聊密码存储中的安全问题

今天谈一个很重要，但是大家平时并不上心的话题：密码存储。无论是过去的桌面网站还是移动互联网时代的App开发，只要有用户登录环节，就会牵涉到如何安全的存储用户密码的问题。最近几年频发的各种密码门事件，对用户或者公司造成了巨大的损失和负面影响。这种情形任何公司都不希望发生在自己身上，因此选择安全地存储密码的策略显得十分必要。

首先，我们先梳理一下可以用作密码保护的算法, 显然，使用明码一定是一个很糟糕的方案，一旦后台被攻破了，所有用户密码都直接泄露了，这意味着巨大的风险。所以，我们需要通过一些不可逆的算法来保存用户的密码。比如：MD5, SHA1\SHA-3\SHA-256.. 等Hash算法。这些算法都是不可逆的。系统在验证用户的口令时，需要把Hash加密过后的口令与后面存放口令的数据库中的口令做比较，如果一致才算验证通过。

MD5 算法的实现

MD5算法(MD5 Message-Digest Algorithm)是一种广泛使用的加密 Hash 函数，主要用于生成一个128bit(16byte) Hash 值。它的实现思路非常简单且易懂，其最基本的思路是将可变长度的数据集映射为固定长度的数据集。为了做到这一点，它将输入消息分割成 512-bit 的数据块。通过填补消息到末尾以确保其长度能除以512。现在这些块将通过 MD5 算法处理，其结果将是一个128位的散列值。使用MD5后，生成的散列值通常是32位16进制的数字。

我们来看一下JAVA版本的实现：

public static String getMd5(String plainText) {

try {

MessageDigest md = MessageDigest.getInstance(“MD5”);

md.update(plainText.getBytes());

byte b[] = md.digest();

int i;

StringBuffer buf = new StringBuffer(“”);

for (int offset = 0; offset < b.length; offset++) {

i = b[offset];

if (i < 0)

i += 256;

if (i < 16)

buf.append(“0”);

buf.append(Integer.toHexString(i));

}

return buf.toString();

} catch (NoSuchAlgorithmException e) {

e.printStackTrace();

return null;

}

}

MD5 是一个广为流传的 Hash 算法, 它主要的优点在于生成速度快且易于实现。但是，这也意味着它是容易被暴力攻击和字典攻击。如果使用一台弱鸡电脑激活成功教程MD5加密后的信息，采用单核单线程：

6位纯数字密码，激活成功教程<1秒！

6位数字+小写字母密码，激活成功教程<10分钟！

6位数字+大小写混合字母密码，激活成功教程< 5小时！

更何况，很多人的密码都是采用比较有规律的字母或数字，更能降低暴力激活成功教程的难度，如果没有加盐或加固定的盐，利用彩虹表激活成功教程就更容易了。

此外，MD5 并没有避免 Hash 碰撞：这意味不同的密码会导致生成相同的 Hash 值。

MD5 + 加盐后是否就足够安全

将明文密码混入“随机因素“，然后进行单向哈希后存储，也就是所谓的”Salted + Hash”。这个方式相比单纯的MD5算法，最大的好处是针对每一个数据库中的密码，都需要建立一个完整的彩虹表进行匹配。因为两个同样使用“password”作为密码的账户，在数据库中存储的结果完全不同。过去因为计算和内存大小的限制，这个方案还是足够安全的，因为攻击者没有足够的资源建立这么多的彩虹表。但在今日，GPU这样恐怖的并行计算能力，这种攻击已经完全可行。

提升密码存储安全的利器 – Bcrypt

MD5之所以能被轻易暴力激活成功教程的原因在于它速度“太快”了。所以，我们需要一个“慢一点”的加密算法。Bcrypt是这样的一个算法，它慢得刚刚好：对于验证用户口令来说是不慢的，对于穷举用户口令的程序而言，会让那些计算机变得如同蜗牛一样。

Bcrypt是基于 Blowfish 算法的一种专门用于密码哈希的算法，由 Niels Provos 和 David Mazieres 设计的。并引入了一个work factor，这个工作因子可以让你决定这个算法的代价有多大。

下面是运用BCrypt进行加密的JAVA实现：

public class BCryptDemo1 {

public static void main(String[] args) {

// Hash a password for the first time

String password = “password”;

String hashed = BCrypt.hashpw(password, BCrypt.gensalt());

System.out.println(hashed);

String Authenticator = “password”;

if (BCrypt.checkpw(Authenticator, hashed))

System.out.println(“It matches”);

else

System.out.println(“It does not match”);

}

}

如果你需要下载Bcrypt的源代码，可以到mindrot.org上下载。

那么，bcrypt加密后的密码到底安全性如何？按照默认设置，对于一个8位的大小写字母+数字的密码，即便用现在最高运力的计算机，也需要超过1000年才能被暴力激活成功教程掉，很惊人吧。

一点总结

1. 在应用程序中存储密码明文是极其危险的事情。

2. MD5 提供了最基本的安全 Hash 生成，使用时应为其添加 salt 来进一步加强它的安全性。但是即便加盐，在当前的计算力下也是无法做到足够的安全。

3. 为了避免这一点，我们需要的算法是能让暴力攻击尽可能的变慢且使影响减至最低，建议使用 Bcrypt算法。

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