9.5 存储密码

过去一段时间以来, 许多的网站遭遇用户密码数据泄露事件, 这其中包括顶级的互联网企业–Linkedin, 国内诸如CSDN，该事件横扫整个国内互联网，随后又爆出多玩游戏800万用户资料被泄露，另有传言人人网、开心网、天涯社区、世纪佳缘、百合网等社区都有可能成为黑客下一个目标。层出不穷的类似事件给用户的网上生活造成巨大的影响，人人自危，因为人们往往习惯在不同网站使用相同的密码，所以一家“暴库”，全部遭殃。

那么我们作为一个Web应用开发者，在选择密码存储方案时, 容易掉入哪些陷阱, 以及如何避免这些陷阱?

普通方案

目前用的最多的密码存储方案是将明文密码做单向哈希后存储，单向哈希算法有一个特征：无法通过哈希后的摘要(digest)恢复原始数据，这也是“单向”二字的来源。常用的单向哈希算法包括SHA-256, SHA-1, MD5等。

Go语言对这三种加密算法的实现如下所示：

  2. //import "crypto/sha256"
  3. h := sha256.New()
  4. io.WriteString(h, "His money is twice tainted: 'taint yours and 'taint mine.")
  5. fmt.Printf("% x", h.Sum(nil))
  7. //import "crypto/sha1"
  8. h := sha1.New()
  9. io.WriteString(h, "His money is twice tainted: 'taint yours and 'taint mine.")
  10. fmt.Printf("% x", h.Sum(nil))
  12. //import "crypto/md5"
  13. h := md5.New()
  14. io.WriteString(h, "需要加密的密码")
  15. fmt.Printf("%x", h.Sum(nil))

单向哈希有两个特性：

  • 1）同一个密码进行单向哈希，得到的总是唯一确定的摘要。
  • 2）计算速度快。随着技术进步，一秒钟能够完成数十亿次单向哈希计算。

结合上面两个特点，考虑到多数人所使用的密码为常见的组合，攻击者可以将所有密码的常见组合进行单向哈希，得到一个摘要组合, 然后与数据库中的摘要进行比对即可获得对应的密码。这个摘要组合也被称为rainbow table。

因此通过单向加密之后存储的数据，和明文存储没有多大区别。因此，一旦网站的数据库泄露，所有用户的密码本身就大白于天下。

进阶方案

通过上面介绍我们知道黑客可以用rainbow table来破解哈希后的密码，很大程度上是因为加密时使用的哈希算法是公开的。如果黑客不知道加密的哈希算法是什么，那他也就无从下手了。

一个直接的解决办法是，自己设计一个哈希算法。然而，一个好的哈希算法是很难设计的——既要避免碰撞，又不能有明显的规律，做到这两点要比想象中的要困难很多。因此实际应用中更多的是利用已有的哈希算法进行多次哈希。

但是单纯的多次哈希，依然阻挡不住黑客。两次 MD5、三次 MD5之类的方法，我们能想到，黑客自然也能想到。特别是对于一些开源代码，这样哈希更是相当于直接把算法告诉了黑客。

没有攻不破的盾，但也没有折不断的矛。现在安全性比较好的网站，都会用一种叫做“加盐”的方式来存储密码，也就是常说的 “salt”。他们通常的做法是，先将用户输入的密码进行一次MD5（或其它哈希算法）加密；将得到的 MD5 值前后加上一些只有管理员自己知道的随机串，再进行一次MD5加密。这个随机串中可以包括某些固定的串，也可以包括用户名（用来保证每个用户加密使用的密钥都不一样）。

  2. //import "crypto/md5"
  3. //假设用户名abc，密码123456
  4. h := md5.New()
  5. io.WriteString(h, "需要加密的密码")
  7. //pwmd5等于e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
  8. pwmd5 :=fmt.Sprintf("%x", h.Sum(nil))
  10. //指定两个 salt： salt1 = @#$%   salt2 = ^&*()
  11. salt1 := "@#$%"
  12. salt2 := "^&*()"
  14. //salt1+用户名+salt2+MD5拼接
  15. io.WriteString(h, salt1)
  16. io.WriteString(h, "abc")
  17. io.WriteString(h, salt2)
  18. io.WriteString(h, pwmd5)
  20. last :=fmt.Sprintf("%x", h.Sum(nil))

在两个salt没有泄露的情况下，黑客如果拿到的是最后这个加密串，就几乎不可能推算出原始的密码是什么了。

专家方案

上面的进阶方案在几年前也许是足够安全的方案，因为攻击者没有足够的资源建立这么多的rainbow table。 但是，时至今日，因为并行计算能力的提升，这种攻击已经完全可行。

怎么解决这个问题呢？只要时间与资源允许，没有破译不了的密码，所以方案是:故意增加密码计算所需耗费的资源和时间，使得任何人都不可获得足够的资源建立所需的rainbow table。

这类方案有一个特点，算法中都有个因子，用于指明计算密码摘要所需要的资源和时间，也就是计算强度。计算强度越大，攻击者建立rainbow table越困难，以至于不可继续。

这里推荐scrypt方案，scrypt是由著名的FreeBSD黑客Colin Percival为他的备份服务Tarsnap开发的。

目前Go语言里面支持的库http://code.google.com/p/go/source/browse?repo=crypto#hg%2Fscrypt

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

通过上面的的方法可以获取唯一的相应的密码值，这是目前为止最难破解的。

总结

看到这里，如果你产生了危机感，那么就行动起来：

  • 1）如果你是普通用户，那么我们建议使用LastPass进行密码存储和生成，对不同的网站使用不同的密码；
  • 2）如果你是开发人员， 那么我们强烈建议你采用专家方案进行密码存储。