Безопасное хэширование паролей
В этом разделе разъясняются причины, стоящие за хэшированием паролей в целях безопасности, а также эффективные методы хэширования.
- Почему я должен хэшировать пароли пользователей в моем приложении?
-
Хэширование паролей является одним из самых базовых соображений безопасности, которые необходимо сделать, при разработке приложения, принимающего пароли от пользователей. Без хэширования, пароли, хранящиеся в базе вашего приложения, могут быть украдены, например, если ваша база данных была скомпрометирована, а затем немедленно могут быть применены для компрометации не только вашего приложения, но и аккаунтов ваших пользователей на других сервисах, если они не используют уникальных паролей.
Применяя хэширующий алгоритм к пользовательским паролям перед сохранением их в своей базе данных, вы делаете невозможным разгадывание оригинального пароля для атакующего вашу базу данных, в то же время сохраняя возможность сравнения полученного хэша с оригинальным паролем.
Важно заметить, однако, что хэширование паролей защищает их только от компрометирования в вашем хранилище, но не обязательно от вмешательства вредоносного кода в вашем приложении.
- Почему популярные хэширующие функции, такие как md5() и sha1() не подходят для паролей?
-
Такие хэширующие алгоритмы как MD5, SHA1 и SHA256 были спроектированы очень быстрыми и эффективными. При наличии современных технологий и оборудования, стало довольно просто выяснить результат этих алгоритмов методом "грубой силы" для определения оригинальных вводимых данных.
Из-за той скорости, с которой современные компьютеры могут "обратить" эти хэширующие алгоритмы, многие профессионалы компьютерной безопасности строго не рекомендуют использовать их для хэширования паролей.
- Если популярные хэширующие функции не подходят, как же я тогда должен хэшировать свои пароли?
-
При хэшировании паролей существует два важных соображения: это стоимость вычисления и соль. Чем выше стоимость вычисления хэширующего алгоритма, тем больше времени требуется для взлома его вывода методом "грубой силы".
PHP 5.5 предоставляет встроенное API хэширования паролей, которое безопасно работает и с хэшированием и с проверкой паролей. Также есть » PHP библиотека совместимости, доступная с PHP 5.3.7.
Другой возможностью является функция crypt(), которая поддерживает несколько алгоритмов хэширования в PHP 5.3 и новее. При использовании этой функции вы можете быть уверенным, что выбранный вами алгоритм доступен, так как PHP содержит собственную реализацию каждого поддерживаемого алгоритма, даже в случае, если какие-то из них не поддерживаются вашей системой.
При хэшировании паролей рекомендуется применять алгоритм Blowfish, который также используется по умолчанию в API хэширования паролей, так как он значительно большей вычислительной сложности, чем MD5 или SHA1, при этом по-прежнему гибок.
Учтите, что, если вы используете функцию crypt() для проверки пароля, то вам нужно предостеречь себя от атак по времени, применяя сравнение строк, которое занимает постоянное время. Ни операторы PHP == и ===, ни функция strcmp() не являются таковыми. Функция же password_verify() как раз делает то, что нужно. Настоятельно рекомендуется использовать встроенное API хэширования паролей, если есть такая возможность.
- Что такое соль?
-
Криптографическая соль представляет собой данные, которые применяются в процессе хэширования для предотвращения возможности разгадать оригинальный ввод с помощью поиска результата хэширования в списке заранее вычисленных пар ввод-хэш, известном также как "радужная" таблица.
Более простыми словами, соль - это кусочек дополнительных данных, которые делают ваши хэши намного более устойчивыми к взлому. Существует много онлайн-сервисов, предоставляющих обширные списки заранее вычисленных хэшей вместе с их оригинальным вводом. Использование соли делает поиск результирующего хэша в таком списке маловероятным или даже невозможным.
password_hash() создает случайную соль в случае, если она не была передана, и чаще всего это наилучший и безопасный выбор.
- Как я должен хранить свою соль?
-
При использовании функции password_hash() или crypt(), возвращаемое значение уже содержит соль как часть созданного хэша. Это значение нужно хранить как есть в вашей базе данных, так как оно содержит также информацию о хэширующей функции, которая использовалась, и может быть непосредственно передано в функции password_verify() или crypt() при проверке пароля.
Следующая диаграмма показывает формат возвращаемого значения функциями crypt() или password_hash(). Как можно видеть, они содержат полную информацию об алгоритме и соли, требуемых для будущей проверки пароля.
Коментарии
I feel like I should comment some of the clams being posted as replies here.
For starters, speed IS an issue with MD5 in particular and also SHA1. I've written my own MD5 bruteforce application just for the fun of it, and using only my CPU I can easily check a hash against about 200mill. hash per second. The main reason for this speed is that you for most attempts can bypass 19 out of 64 steps in the algorithm. For longer input (> 16 characters) it won't apply, but I'm sure there's some ways around it.
If you search online you'll see people claiming to be able to check against billions of hashes per second using GPUs. I wouldn't be surprised if it's possible to reach 100 billion per second on a single computer alone these days, and it's only going to get worse. It would require a watt monster with 4 dual high-end GPUs or something, but still possible.
Here's why 100 billion per second is an issue:
Assume most passwords contain a selection of 96 characters. A password with 8 characters would then have 96^8 = 7,21389578984e+15 combinations.
With 100 billion per second it would then take 7,21389578984e+15 / 3600 = ~20 hours to figure out what it actually says. Keep in mind that you'll need to add the numbers for 1-7 characters as well. 20 hours is not a lot if you want to target a single user.
So on essence:
There's a reason why newer hash algorithms are specifically designed not to be easily implemented on GPUs.
Oh, and I can see there's someone mentioning MD5 and rainbow tables. If you read the numbers here, I hope you realize how incredibly stupid and useless rainbow tables have become in terms of MD5. Unless the input to MD5 is really huge, you're just not going to be able to compete with GPUs here. By the time a storage media is able to produce far beyond 3TB/s, the CPUs and GPUs will have reached much higher speeds.
As for SHA1, my belief is that it's about a third slower than MD5. I can't verify this myself, but it seems to be the case judging the numbers presented for MD5 and SHA1. The issue with speeds is basically very much the same here as well.
The moral here:
Please do as told. Don't every use MD5 and SHA1 for hasing passwords ever again. We all know passwords aren't going to be that long for most people, and that's a major disadvantage. Adding long salts will help for sure, but unless you want to add some hundred bytes of salt, there's going to be fast bruteforce applications out there ready to reverse engineer your passwords or your users' passwords.
A great read..
https://nakedsecurity.sophos.com/2013/11/20/serious-security-how-to-store-your-users-passwords-safely/
Serious Security: How to store your users’ passwords safely
In summary, here is our minimum recommendation for safe storage of your users’ passwords:
Use a strong random number generator to create a salt of 16 bytes or longer.
Feed the salt and the password into the PBKDF2 algorithm.
Use HMAC-SHA-256 as the core hash inside PBKDF2.
Perform 20,000 iterations or more. (June 2016.)
Take 32 bytes (256 bits) of output from PBKDF2 as the final password hash.
Store the iteration count, the salt and the final hash in your password database.
Increase your iteration count regularly to keep up with faster cracking tools.
Whatever you do, don’t try to knit your own password storage algorithm.
While I am reading the comments some old math lessons came into my mind and started thinking. Using constants in a mathematical algorythms do not change the complexity of the algorythm itself.
The reason of salting is to avoid using rainbow tables (sorry guys this is the only reason) because it speeds up (shortcuts) the "actual" processing power.
(((Longer stored hashes AND longer password increases complexity of cracking NOT adding salt ALONE.)))
PHP salting functions returns all the needed information for checking passwords, therfore this information should be treated as constant from farther point of view. It is also a target for rainbow tables (sure: for much-much larger ones).
What is the solution?
The solution is to store password hash and salt on different places.
The implementation is yours. Every two different places will be good enough.
Yes, it will make problems for hackers. He/she needs to understand your system. No speed up for password cracking will work for him/her without reimplementing your whole system.
This is my two cent.