如何正确对用户密码进行加密

摘要

密码验证是很常见的需求，如何在实现功能之余，防止用户密码泄露，已经有了很成熟的方案。这篇文章把自己的思考和结论做一下记录。

结论

对用户密码进行加密时需要做到：

• 防止用户密码明文被窃听
  1.交给https，明文传输。
  2.客户端将密码加盐（盐随机生成、具有强度）并哈希。服务端再次加盐哈希并对比。假设https被窃听，攻击者破解密码明文也具有相当难度。
• 防止数据库被攻破时，用户密码明文被窃取。
  1.增加哈希算法强度。
  2.随机生成具有强度的盐。

一些思考

哈希算法是不可逆的。攻击者可以生成海量的密码 -> 哈希值键值对，反向映射，有概率通过哈希值得到密码。
故，破解的成本=哈希算法强度×盐值数量。

如何选择哈希算法强度

• 计算耗时用户可接受（视应用场景，如0.2S内）。
• 计算耗时尽量长，即增加哈希算法强度。

为什么盐要随机

如果盐不随机，攻击者可以针对单个盐生成哈希值->密码键值对，再对整个数据库的哈希值做匹配。
假设盐是保密的，盐可能因为代码泄漏、社会工程学被攻击者获取。
攻击者也可以通过在数据库被攻破的网站上注册用户，通过 哈希值->攻击者密码+盐 来破解盐。

为什么盐要有强度

如果盐的强度（长度）不够。攻击者可以建立多个 哈希值->密码 数据库，简单盐被匹配（攻破）的概率更高。

为什么盐可以明文存储

攻击者很难有足够的计算资源和存储空间建立海量的 哈希值->密码 数据库，针对单条用户记录，建立 哈希值->密码 数据库进行攻击的成本过高。

php的实现

最初的想法

需求是房间密码，出于简单考虑，我最初的想法是，MD5+随机盐。
在数据库里大致是这样：

+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| uid  | int(11)    | NO  | PRI | NULL    |      |
| pwd  | varchar(45) | YES  |    | NULL    |      |
| salt  | varchar(45) | YES  |    | NULL    |      |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+

php的推荐实现

php的md5文档
http://php.net/manual/zh/function.md5.php
给了一个很好的指引：
http://php.net/manual/zh/faq.passwords.php#faq.passwords.fasthash

password_hash 和 crypt 函数返回值的组成部分，依次为：所选择的算法，算法选项，所使用的“盐”，以及散列后的密码。
更改后、数据库表变为：

+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+
| uid  | int(11)    | NO  | PRI | NULL    |      |
| pwd  | varchar(255) | YES  |    | NULL    |      |
+-------+-------------+------+-----+---------+-------+

相较之前的方案，获得了
1.记录了采用的算法（可以在不改动代码的情况下升级算法）
2.记录了采用算法的cost（强度），可以在硬件计算能力上升的情况下，调整cost来维持安全性。
3.盐和哈希值一并返回，简化了接口调用、数据库存储。
代码：

if (!empty($xxxx_info['pwd'])) {    // 若原来有密码，则要检测
    if (!password_verify($old_pwd, $xxxx_info['pwd'])) {
        // 用户名或密码错
        return;
    }
}
// 对密码长度、内容等不做限制。
// 以应用场景来说，123456之类也无所谓。
$pwd_in_db = password_hash($new_pwd, PASSWORD_DEFAULT, array("cost" => 6));  

参考

http://php.net/manual/zh/faq.passwords.php#faq.passwords.fasthash
http://www.infoq.com/cn/articles/how-to-encrypt-the-user-password-correctly