密码的哈希存储

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前言

密码的存储关乎安全问题，明文存储密码会带来极大的安全隐患。因此，需要存储密码哈希值来保证安全性。

MD5

MD5(Message-Digest Algorithm)算法会产生一个 128bit（16byte）的哈希值，用十六进制表示为长度 32 字符。

示例

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String passwordToHash = "password";
String generatedPassword = null;
try {
    // Create MessageDigest instance for MD5
    MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
    //Add password bytes to digest
    md.update(passwordToHash.getBytes());
    //Get the hash's bytes
    byte[] bytes = md.digest();
    //This bytes[] has bytes in decimal format;
    //Convert it to hexadecimal format
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for(int i=0; i< bytes.length ;i++)
    {
        sb.append(Integer.toString((bytes[i] & 0xff) + 0x100, 16).substring(1));
    }
    //Get complete hashed password in hex format
    generatedPassword = sb.toString();
}
catch (NoSuchAlgorithmException e)
{
    e.printStackTrace();
}

MD5 的缺陷

  • 容易遭受暴力破解(brute-force)和字典攻击(dictionary attack)
  • 通过彩虹表(rainbow table)可以快速得到密码原文
  • 不能抵御哈希碰撞，不同的密码可能产生相同的哈希值

通过加盐（salt）增加 MD5 的安全性

维基百科对盐（salt）的定义如下

盐（Salt），在密码学中，是指在散列之前将散列内容（例如：密码）的任意固定位置插入特定的字符串。这个在散列中加入字符串的方式称为“加盐”。其作用是让加盐后的散列结果和没有加盐的结果不相同，在不同的应用情景中，这个处理可以增加额外的安全性。

盐的产生方式

  • 盐可以是特定字符串
  • 也可以是随机字符串
  • 随机产生的盐需要存储起来用作下次验证
    • 随机产生盐的示例
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      private static byte[] getSalt() throws NoSuchAlgorithmException{
          //Always use a SecureRandom generator
          SecureRandom sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
          //Create array for salt
          byte[] salt = new byte[16];
          //Get a random salt
          sr.nextBytes(salt);
          //return salt
          return salt;
      }

MD5 加盐示例

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private static String getSecurePassword(String passwordToHash, byte[] salt)
{
    String generatedPassword = null;
    try {
        // Create MessageDigest instance for MD5
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
        //Add password bytes to digest
        md.update(salt);
        //Get the hash's bytes
        byte[] bytes = md.digest(passwordToHash.getBytes());
        //This bytes[] has bytes in decimal format;
        //Convert it to hexadecimal format
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(int i=0; i< bytes.length ;i++)
        {
            sb.append(Integer.toString((bytes[i] & 0xff) + 0x100, 16).substring(1));
        }
        //Get complete hashed password in hex format
        generatedPassword = sb.toString();
    }
    catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return generatedPassword;
}

SHA

SHA(Secure Hash Algorithm) 是一个能够产生更强安全性的散列函数算法。SHA不能避免碰撞，但相比MD5碰撞出现的概率要低得多。Java实现了 4 种SHA算法：

  • SHA-1 (160bit)
  • SHA-256 (256bit)
  • SHA-384 (384bit)
  • SHA-512 (512bit)

安全性依此增强。

使用方法

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MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-384");
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-512");

其余代码同MD5示例一致。

PBKDF2WithHmacSHA1

// TODO

本文翻译自（未全部翻译）: https://howtodoinjava.com/security/how-to-generate-secure-password-hash-md5-sha-pbkdf2-bcrypt-examples/