一个简单的方式搞定密码的加盐哈希与验证

Posted 2021-08-31 dotNET跨平台

过去一段时间来, 众多的网站遭遇用户密码数据库泄露事件。层出不穷的类似事件对用户会造成巨大的影响，因为人们往往习惯在不同网站使用相同的密码，一家 “暴库”，全部遭殃。

单向加密

一个简单的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性，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，这一点和所有的加密算法都不同。常用的单向哈希算法包括 SHA-256, SHA-1, MD5 等。例如，对密码“passwordhunter” 进行 SHA-256 哈希后的摘要 (digest) 如下：

“bbed833d2c7805c4bf039b140bec7e7452125a04efa9e0b296395a9b95c2d44c”

可能是 “单向” 二字有误导性，也可能是上面那串数字唬人，不少人误以为这种方式很可靠， 其实不然。

单向哈希有两个特性：

1）从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，尤其是显卡在高性能计算中的普及，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（彩虹表）。

更糟糕的是，一个攻击者只要建立上述的rainbow table，可以匹配所有的密码数据库。仍然等同于一家 “暴库”，全部遭殃。

加盐哈希

将明文密码混入 “随机因素 “，然后进行单向哈希后存储，也就是所谓的”Salted Hash（加盐哈希）”。

这个方式相比上面的方案，最大的好处是针对每一个数据库中的密码，都需要建立一个完整的 rainbow table 进行匹配。因为两个同样使用 “passwordhunter”作为密码的账户，在数据库中存储的摘要完全不同。

在 C# 中实现加盐哈希

早在2016年，MD5 作为哈希算法已经不可靠，可以人为制造碰撞，于是本文采用了 SHA256 作为哈希算法。同时在哈希前生成了一个 Guid 作为盐和哈希值拼接在一起：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;


public class PasswordHasher
{
    public string HashPassword(string password)
    {
        var rnd = Guid.NewGuid().ToString("N").Substring(10);
        return BuildHash(rnd, password);
    }


    public bool CheckPassword(string password, string hash)
    {
        if (string.IsNullOrWhiteSpace(hash))
        {
            return false;
        }


        var items = hash.Split('|');
        if (items.Length != 2)
        {
            return false;
        }


        var rnd = items[0];
        return hash == BuildHash(rnd, password);
    }


    private string BuildHash(string rnd, string password)
    {
        var key = rnd + "|" + password.Trim();
        var hash = Hash(key);
        return rnd + "|" + hash;
    }


    private string Hash(string input)
    {
        using (var sha = new SHA256CryptoServiceProvider())
        {
            var bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);
            bytes = sha.ComputeHash(bytes);
            return Convert.ToBase64String(bytes);
        }
    }
}

生成加盐哈希值：

//生成加盐哈希
var hasher = new PasswordHasher();
var pwd = hasher.HashPassword("123456");
Console.WriteLine("加盐哈希值为：{0}",pwd);

校验密码是否匹配：

//校验密码是否匹配
var hasher = new PasswordHasher();
var hash = "89455bb276f037799fea1d|1rcfw+tSKhpG7zuW7Sm6SuMgjafAwsMg76OlyFkXLm8=";
var pwd = "123456";
if (hasher.CheckPassword(pwd, hash))
{
    Console.WriteLine("密码正确");
}
else
{
    Console.WriteLine("密码不匹配");
}