理解php Hash函数，增强密码安全

理解php Hash函数，增强密码安全

用户输入用户名和密码；

程序将密码通过以注册相同的hash函数进行加密；

程序从数据库查到用户，并读取hash后的密码；

程序比较用户名和密码，如果匹配则给用户授权。

如何选择合适的方法来加密密码，我们将在文章的后面讨论这个问题。

4.问题1：hash碰撞

hash碰撞是指对两个不同的内容进行hash得到了相同的hash值。发生hash碰撞的可能性取决于所用的hash算法。

如何产生？

举个例子php try throw catch，一些老式程序使用crc32()来hash密码，这种算法产生一个32位的整数作为hash结果，这意味着只有2^32 (即4,294,967,296) 种可能的输出结果。

让我们来hash一个密码：

echo crc32(”);

// :

现在我们假设一个人窃取了数据库，得到了hash过的密码。他可能不能将还原为‘’，然而他可以找到另一个密码，也能被hash出同样的值。这只需要一个很简单的程序：

(0);

$i = 0;

while (true) {

if (crc32(($i)) == ) {

echo ($i);

exit;

$i++;

这个程序可能需要运行一段时间，但是最终它能返回一个字符串。我们可以使用这个字符串来代替‘’，并使用它成功的登录使用该密码的用户帐户。

比如在我的电脑上运行上面的程序几个月后，我得到了一个字符串：‘==’。我们来测试一下：

echo crc32(”);

// :

echo crc32(‘==’);

// :

如何解决？

现在一个稍强一点的家用PC机就可以一秒钟运行十亿次hash函数，所以我们需要一个能产生更大范围的结果的hash函数。比如md5()就更合适一些，它可以产生128位的hash值，也就是有340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456种可能的 输出。所以人们一般不可能做那么多次循环来找到hash碰撞。然而仍然有人找到方法来做这件事情，详细可以查看例子。

sha1()是一个更好的替代方案，因为它产生长达160位的hash值。

5.问题2：彩虹表

即使我们解决了碰撞问题，还是不够安全。

“彩虹表通过计算常用的词及它们的组合的hash值建立起来的表。”

这个表可能存储了几百万甚至十亿条数据。现在存储已经非常的便宜，所以可以建立非常大的彩虹表。

现在我们假设一个人窃取了数据库，得到了几百万个hash过的密码。窃取者可以很容易地一个一个地在彩虹表中查找这些hash值，并得到原始密码。虽然不是所有的hash值都能在彩虹表中找到，但是肯定会有能找到的。

如何解决？

我们可以尝试给密码加点干扰，比如下面的例子：

$ = “”;

// this may be found in a table

// the 2 words

echo sha1($); //

// use bunch of , and it can be than this

$salt = “f#@V)Hu^%Hgfds”;

// this will NOT be found in any pre-built table

echo sha1($salt . $); //

在这里我们所做的只是在每个密码前附加上一个干扰字符串后进行hash，只要附加的字符串足够复杂，hash后的值肯定是在预建的彩虹表中找不到的。不过现在还是不够安全。

6.问题3：还是彩虹表

注意，彩虹表可能在窃取到干拢字符串后重头开始建立。干扰字符串一样也可能被和数据库一起被窃取，然后他们可以利用这个干扰字符串从头开始创建彩虹表，如“”的hash值可能在普通的彩虹表中存在，但是在新建的彩虹表里，“f#@V)Hu^%”的hash值也会存在。

如何解决？

我们可以对每个用户使用唯一的干扰字符串。一个可用的方案就是使用用户在数据库中的id：

$hash = sha1($ . $);

这种方法的前提是用户的id是一个不变的值（一般应用都是这样的）

我们也可以为每个用户随机生成一串唯一的干扰字符串，不过我们也需要将这个串存储起来：

// a 22 long

() {

(sha1(()),0,22);

$ = ();

$hash = sha1($ . $);

// and save the $ with the user

// …

这种方法就防止了我们受到彩虹表的危害，因为每一个密码都使用一个不同的字符串进行了干扰。攻击者需要创建和密码数量一样的彩虹表，这是很不切实际的。

7.问题4：hash速度

大部分hash算法在设计时就考虑了速度问题，因为它一般用来计算大数据或文件的hash值php try throw catch，以验证数据的正确性和完整性。

如何产生？

如前所述理解php Hash函数，增强密码安全，现在一台强劲的PC机可以一秒运算数十亿次，很容易用暴力破解法去尝试每个密码。你可能会以为8个以上字符的密码就可以避免被暴力破解了，但是让我们来看看是否真是这样：

如果密码可以包含小写字母，大写字母和数字，那就有62（26+26+10）个字符可选；

一个8位的密码有62^8种可能组合，这个数字略大于218万亿。

以一秒钟运算10亿次hash值的速度计算，这只需要60小时就可以解决。

对于一个6位的密码，也是很常用的密码，只需要1分钟就可以破解。要求9到10位的密码可能会比较安全了，不过这样有的用户可能会觉得很麻烦。

如何解决？

使用慢一点的hash函数。

“假设你使用一个在相同硬件条件下一秒钟只能运行100万次的算法来代替一秒10亿次的算法，那么攻击者可能需要要花1000倍的时间来做暴力破解，60小只将会变成7年！”

你可以自己实现这种方法：

($, $) {

$salt = “f#@V)Hu^%Hgfds”;

$hash = sha1($ . $);

// make it take 1000 times

for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {

$hash = sha1($hash);

$hash;

你也可以使用一个支持“成本参数”的算法，比如 。在php中可以用crypt()函数实现：

($, $) {

// the salt for be 22 long

crypt($, ‘$2a$10.$’);

这个函数的第二个参数包含了由”$”符号分隔的几个值。第一个值是“$2a”，指明应该使用算法。第二个参数“$10”在这里就是成本参数，这是以2为底的对数，指示计算循环迭代的次数（10 => 2^10 = 1024），取值可以从04到31。

举个例子：

($, $) {

crypt($, ‘$2a$10.$’);

() {

(sha1(()),0,22);

$ = “”;

echo ($, ());

// : $2a$10$

结果的hash值包含$2a算法，成本参数$10，以及一个我们使用的22位干扰字符串。剩下的就是计算出来的hash值理解php Hash函数，增强密码安全，我们来运行一个测试程序：

// this was from the

$hash = ‘$2a$10$’;

// this is the the user to log back in

$ = “”;

if (($hash, $)) {

echo ” !”;

} else {

echo ” !”;

($hash, $) {

// first 29 , cost and salt

// let’s call it $

$ = ($hash, 0, 29);

// run the hash on $

$ = crypt($, $);

// true or false

($hash == $);

运行它，我们会看到” !”

8.整合起来

根据以上的几点讨论php try throw catch，我们写了一个工具类：

class {

//

$algo = ‘$2a’;

// cost

$cost = ‘$10’;

// for use

() {

(sha1(()),0,22);

// this will be used to a hash

hash($) {

crypt($,

self::$algo .

self::$cost .

‘$’. self::());

// this will be used to a a hash

($hash, $) {

$ = ($hash, 0, 29);

$ = crypt($, $);

($hash == $);

以下是注册时的用法：

// the class

(“.php”);

// read all form input from $_POST

// …

// do your form stuff

// …

// hash the

$ = ::hash($_POST

”

);

// store all user info in the DB, $_POST

”

// store $

// …