PBKDF2WithHmacSHA1 密钥生成在 Android 上花费的时间太长

Posted 2023-02-27

【中文标题】PBKDF2WithHmacSHA1 密钥生成在 Android 上花费的时间太长

【英文标题】：PBKDF2WithHmacSHA1 key generation Takes too long on Android

【发布时间】：2014-08-30 09:57:58

【问题描述】：

我想使用 PBKDF2WithHmacSHA1 生成密钥，但是在 android 上计算需要很长时间。我在 ios 上使用相同数量的迭代和普通加密，大约需要 6 秒，而在 android 上需要 100 秒。

代码如下：

public static String generateStorngPasswordHash(String password)

    try
    
        char[] chars = password.toCharArray();
        byte[] salt = getSalt();

        PBEKeySpec spec = new PBEKeySpec(chars, salt, 1010101, 32 * 8);
        SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA1");
        byte[] hash = skf.generateSecret(spec).getEncoded();

        return toHex(salt) + ":" + toHex(hash);
     catch (Exception e)
    
        Logger.e("Exception: Error in generating password" + e.toString());
    
    return "";


private static byte[] getSalt() throws NoSuchAlgorithmException

    SecureRandom sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
    byte[] salt = new byte[32];
    sr.nextBytes(salt);
    return salt;

如果此代码有任何问题，请告诉我？

编辑

还有一件事，我也在我的应用程序中使用 sqlCipher。他们使用 openssl 来计算 PKDF2，我在某处读到 openssl 实现比 java 实现更快地找到 PKDF2。所以我的问题是：

openssl 可以在 android 上给我更好的性能，这是真的吗？ 我可以使用 sqlCipherg 中使用的 openssl 实现吗？ 如果是，我如何通过 openssl 使用 caclulate PKDF2？ 如果否，我如何使用 openssl 在 android 中查找 PBKDF2WithHmacSHA1。我有 在网上搜索但没有找到任何示例。

【问题讨论】：

该代码没有问题。这是一个小时内关于慢速 android 加密的第二个问题，请查看the first and questions linked to it。

您使用什么安卓手机进行测试？希望你不是在谈论模拟器......

你确定iOS代码是等价的吗？在 3.6GHz Core i5 上的 J2SE 中执行 generateStorngPasswordHash() 大约需要 2.2 秒...

我正在三星 Galaxy S4 上测试这个东西。在 iOS 上，我使用的是 CommonCrypto。有没有其他方法可以加快速度？

【参考方案1】：

是的，在循环执行 SHA 方面，Java 比（Objective）C 慢得多。与编译语言相比，Java 在加密方面并不是特别快。另一方面，它允许相对安全的代码。所以你的结果不会让我感到震惊。除非您可以使用另一个更快的使用本机代码的提供程序，否则您应该期望得到这样的结果。

但是，有一些方法可以减轻正在发生的事情。例如，您可以减少迭代次数。更高的数字更安全，但它们只会帮助您线性增加攻击者的工作量。采取其他措施，例如有限的尝试次数、更安全的数据库或要求更好的密码短语，可能比仅仅增加迭代次数提供更好的安全性。如果可能，不要过度依赖 PBKDF2 提供的密钥强化。

此外，您正在向 PBKDF2 请求 32 个字节。由于 PBKDF2 内部循环的单次运行的输出仅产生 20 字节输出（SHA-1 创建 160 位散列），该循环运行两次，一次用于最初的 20 字节，然后再次用于剩下的 12 个字节。如果攻击者只需要最初的 16 个字节来验证密码，那么你的工作量是攻击者的两倍。如果您只是将其用作密码哈希，则只需要求输出 20 个字节。如果您需要 32 字节的密钥或 IV，则在 PBKDF 的输出上使用 KBKDF。或者，如果您需要快捷方式，请对输出执行 SHA-256。

下面最后一部分的代码：

/**
 * Same security, twice the speed.
 */
public static String generateStorngPasswordHashWithSHA256(String password) 
    try 
        char[] chars = password.toCharArray();
        byte[] salt = getSalt();

        PBEKeySpec spec = new PBEKeySpec(chars, salt, 1010101,
                20 * Byte.SIZE);
        SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory
                .getInstance("PBKDF2WithHmacSHA1");
        byte[] hash = skf.generateSecret(spec).getEncoded();

        MessageDigest sha256 = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        hash = sha256.digest();

        return toHex(salt) + ":" + toHex(hash);
     catch (Exception e) 
        System.out.println("Exception: Error in generating password"
                + e.toString());
    
    return "";

在我看来，

"PBKDF2WithHmacSHA1" 是应该使用本机代码优化的功能的主要示例。