儲存密碼

過去一段時間以來, 許多的網站遭遇使用者密碼資料洩露事件, 這其中包括頂級的網際網路企業–Linkedin, 國內諸如 CSDN，該事件橫掃整個國內網際網路，隨後又爆出多玩遊戲 800 萬用戶資料被洩露，另有傳言人人網、開心網、天涯社群、世紀佳緣、百合網等社群都有可能成為黑客下一個目標。層出不窮的類似事件給使用者的網上生活造成巨大的影響，人人自危，因為人們往往習慣在不同網站使用相同的密碼，所以一家“暴函式庫”，全部遭殃。

那麼我們作為一個 Web 應用開發者，在選擇密碼儲存方案時, 容易掉入哪些陷阱, 以及如何避免這些陷阱?

普通方案

目前用的最多的密碼儲存方案是將明文密碼做單向雜湊後儲存，單向雜湊演算法有一個特徵：無法透過雜湊後的摘要(digest)還原原始資料，這也是“單向”二字的來源。常用的單向雜湊演算法包括 SHA-256, SHA-1, MD5 等。

Go 語言對這三種加密演算法的實現如下所示：

//import "crypto/sha256"
h := sha256.New()
io.WriteString(h, "His money is twice tainted: 'taint yours and 'taint mine.")
fmt.Printf("% x", h.Sum(nil))

//import "crypto/sha1"
h := sha1.New()
io.WriteString(h, "His money is twice tainted: 'taint yours and 'taint mine.")
fmt.Printf("% x", h.Sum(nil))

//import "crypto/md5"
h := md5.New()
io.WriteString(h, "需要加密的密碼")
fmt.Printf("%x", h.Sum(nil))

單向雜湊有兩個特性：

  • 1）同一個密碼進行單向雜湊，得到的總是唯一確定的摘要。

  • 2）計算速度快。隨著技術進步，一秒鐘能夠完成數十億次單向雜湊計算。

結合上面兩個特點，考慮到多數人所使用的密碼為常見的組合，攻擊者可以將所有密碼的常見組合進行單向雜湊，得到一個摘要組合, 然後與資料庫中的摘要進行比對即可獲得對應的密碼。這個摘要組合也被稱為rainbow table。

因此透過單向加密之後儲存的資料，和明文儲存沒有多大區別。因此，一旦網站的資料庫洩露，所有使用者的密碼本身就大白於天下。

進階方案

透過上面介紹我們知道黑客可以用rainbow table來破解雜湊後的密碼，很大程度上是因為加密時使用的雜湊演算法是公開的。如果黑客不知道加密的雜湊演算法是什麼，那他也就無從下手了。

一個直接的解決辦法是，自己設計一個雜湊演算法。然而，一個好的雜湊演算法是很難設計的——既要避免碰撞，又不能有明顯的規律，做到這兩點要比想象中的要困難很多。因此實際應用中更多的是利用已有的雜湊演算法進行多次雜湊。

但是單純的多次雜湊，依然阻擋不住黑客。兩次 MD5、三次 MD5 之類別的方法，我們能想到，黑客自然也能想到。特別是對於一些開原始碼，這樣雜湊更是相當於直接把演算法告訴了黑客。

沒有攻不破的盾，但也沒有折不斷的矛。現在安全性比較好的網站，都會用一種叫做“加鹽”的方式來儲存密碼，也就是常說的 “salt”。他們通常的做法是，先將使用者輸入的密碼進行一次 MD5（或其它雜湊演算法）加密；將得到的 MD5 值前後加上一些只有管理員自己知道的隨機串，再進行一次 MD5 加密。這個隨機串中可以包括某些固定的串，也可以包括使用者名稱（用來保證每個使用者加密使用的金鑰都不一樣）。

//import "crypto/md5"
//假設使用者名稱 abc，密碼 123456

h := md5.New()
io.WriteString(h, "需要加密的密碼")

//pwmd5 等於 e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e

pwmd5 :=fmt.Sprintf("%x", h.Sum(nil))

//指定兩個 salt： salt1 = @#$%   salt2 = ^&*()
salt1 := "@#$%"
salt2 := "^&*()"

//salt1+使用者名稱+salt2+MD5 拼接
io.WriteString(h, salt1)
io.WriteString(h, "abc")
io.WriteString(h, salt2)
io.WriteString(h, pwmd5)

last :=fmt.Sprintf("%x", h.Sum(nil))

在兩個 salt 沒有洩露的情況下，黑客如果拿到的是最後這個加密串，就幾乎不可能推算出原始的密碼是什麼了。

專家方案

上面的進階方案在幾年前也許是足夠安全的方案，因為攻擊者沒有足夠的資源建立這麼多的rainbow table。 但是，時至今日，因為平行計算能力的提升，這種攻擊已經完全可行。

怎麼解決這個問題呢？只要時間與資源允許，沒有破譯不了的密碼，所以方案是 : 故意增加密碼計算所需耗費的資源和時間，使得任何人都不可獲得足夠的資源建立所需的rainbow table。

這類別方案有一個特點，演算法中都有個因子，用於指明計算密碼摘要所需要的資源和時間，也就是計算強度。計算強度越大，攻擊者建立rainbow table越困難，以至於不可繼續。

這裡推薦 scrypt 方案，scrypt 是由著名的 FreeBSD 黑客 Colin Percival 為他的備份服務 Tarsnap 開發的。

目前 Go 語言裡面支援的函式庫 https://github.com/golang/crypto/tree/master/scrypt

dk := scrypt.Key([]byte("some password"), []byte(salt), 16384, 8, 1, 32)

透過上面的方法可以取得唯一的相應的密碼值，這是目前為止最難破解的。

總結

看到這裡，如果你產生了危機感，那麼就行動起來：

  • 1）如果你是普通使用者，那麼我們建議使用 LastPass 進行密碼儲存和產生，對不同的網站使用不同的密碼；

  • 2）如果你是開發人員， 那麼我們強烈建議你採用專家方案進行密碼儲存。

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