前言
从您的表定义开始:
- UserID
- Fname
- Lname
- Email
- Password
- IV
以下是更改:
- 字段
Fname
,Lname
和将使用OpenSSLEmail
提供的对称密码进行加密,
- 该
IV
字段将存储用于加密的初始化向量。存储要求取决于所使用的密码和模式;稍后再详细介绍。
- 该
Password
字段将使用单向密码散列进行散列,
加密
密码和模式
选择最佳加密密码和模式超出了此答案的范围,但最终选择会影响加密密钥和初始化向量的大小;对于这篇文章,我们将使用 AES-256-CBC,它具有 16 字节的固定块大小和 16、24 或 32 字节的密钥大小。
加密密钥
一个好的加密密钥是从可靠的随机数生成器生成的二进制 blob。建议使用以下示例 (>= 5.3):
$key_size = 32; // 256 bits
$encryption_key = openssl_random_pseudo_bytes($key_size, $strong);
// $strong will be true if the key is crypto safe
这可以执行一次或多次(如果您希望创建一个加密密钥链)。尽可能保持这些隐私。
四
初始化向量为加密增加了随机性,并且是 CBC 模式所必需的。理想情况下,这些值应该只使用一次(技术上每个加密密钥一次),因此对行的任何部分的更新都应该重新生成它。
提供了一个函数来帮助您生成 IV:
$iv_size = 16; // 128 bits
$iv = openssl_random_pseudo_bytes($iv_size, $strong);
例子
让我们加密名称字段,使用前面的$encryption_key
and $iv
; 为此,我们必须将数据填充到块大小:
function pkcs7_pad($data, $size)
{
$length = $size - strlen($data) % $size;
return $data . str_repeat(chr($length), $length);
}
$name = 'Jack';
$enc_name = openssl_encrypt(
pkcs7_pad($name, 16), // padded data
'AES-256-CBC', // cipher and mode
$encryption_key, // secret key
0, // options (not used)
$iv // initialisation vector
);
存储要求
像 IV 一样,加密的输出是二进制的;可以通过使用指定的列类型(例如BINARY
或)将这些值存储在数据库中VARBINARY
。
与 IV 一样,输出值是二进制的;要将这些值存储在 MySQL 中,请考虑使用BINARY
orVARBINARY
列。如果这不是一个选项,您还可以使用base64_encode()
or将二进制数据转换为文本表示bin2hex()
,这样做需要多出 33% 到 100% 的存储空间。
解密
存储值的解密类似:
function pkcs7_unpad($data)
{
return substr($data, 0, -ord($data[strlen($data) - 1]));
}
$row = $result->fetch(PDO::FETCH_ASSOC); // read from database result
// $enc_name = base64_decode($row['Name']);
// $enc_name = hex2bin($row['Name']);
$enc_name = $row['Name'];
// $iv = base64_decode($row['IV']);
// $iv = hex2bin($row['IV']);
$iv = $row['IV'];
$name = pkcs7_unpad(openssl_decrypt(
$enc_name,
'AES-256-CBC',
$encryption_key,
0,
$iv
));
认证加密
您可以通过附加从密钥(不同于加密密钥)和密文生成的签名来进一步提高生成的密文的完整性。在解密密文之前,首先验证签名(最好采用恒定时间比较的方法)。
例子
// generate once, keep safe
$auth_key = openssl_random_pseudo_bytes(32, $strong);
// authentication
$auth = hash_hmac('sha256', $enc_name, $auth_key, true);
$auth_enc_name = $auth . $enc_name;
// verification
$auth = substr($auth_enc_name, 0, 32);
$enc_name = substr($auth_enc_name, 32);
$actual_auth = hash_hmac('sha256', $enc_name, $auth_key, true);
if (hash_equals($auth, $actual_auth)) {
// perform decryption
}
也可以看看:hash_equals()
散列
必须尽可能避免在数据库中存储可逆密码;您只想验证密码而不是知道其内容。如果用户丢失了密码,最好让他们重置密码,而不是向他们发送原始密码(确保密码重置只能在有限的时间内完成)。
应用哈希函数是一种单向操作;之后可以在不泄露原始数据的情况下安全地用于验证;对于密码来说,由于密码长度相对较短且许多人的密码选择不佳,暴力破解方法是一种可行的破解方法。
MD5 或 SHA1 等散列算法用于根据已知散列值验证文件内容。它们经过了极大的优化,以尽可能快地进行此验证,同时仍保持准确。鉴于它们相对有限的输出空间,很容易构建一个具有已知密码及其各自哈希输出的数据库,即彩虹表。
在散列之前在密码中添加盐会使彩虹表无用,但最近的硬件进步使暴力查找成为一种可行的方法。这就是为什么您需要一种故意缓慢且根本无法优化的散列算法。它还应该能够增加更快的硬件的负载,而不会影响验证现有密码哈希以使其成为未来证明的能力。
目前有两种流行的选择:
- PBKDF2(基于密码的密钥派生函数 v2)
- bcrypt(又名河豚)
此答案将使用 bcrypt 的示例。
一代
可以像这样生成密码哈希:
$password = 'my password';
$random = openssl_random_pseudo_bytes(18);
$salt = sprintf('$2y$%02d$%s',
13, // 2^n cost factor
substr(strtr(base64_encode($random), '+', '.'), 0, 22)
);
$hash = crypt($password, $salt);
生成盐openssl_random_pseudo_bytes()
以形成随机数据块,然后运行base64_encode()
并strtr()
匹配所需的[A-Za-z0-9/.]
.
该crypt()
函数基于算法($2y$
对于 Blowfish)、成本因子(在 3GHz 机器上 13 的因子大约需要 0.40 秒)和 22 个字符的盐执行散列。
验证
获取包含用户信息的行后,您可以通过以下方式验证密码:
$given_password = $_POST['password']; // the submitted password
$db_hash = $row['Password']; // field with the password hash
$given_hash = crypt($given_password, $db_hash);
if (isEqual($given_hash, $db_hash)) {
// user password verified
}
// constant time string compare
function isEqual($str1, $str2)
{
$n1 = strlen($str1);
if (strlen($str2) != $n1) {
return false;
}
for ($i = 0, $diff = 0; $i != $n1; ++$i) {
$diff |= ord($str1[$i]) ^ ord($str2[$i]);
}
return !$diff;
}
要验证密码,您crypt()
再次调用,但您将先前计算的哈希值作为盐值传递。如果给定的密码与散列匹配,则返回值产生相同的散列。为了验证哈希,通常建议使用恒定时间比较函数来避免时间攻击。
PHP 5.5 的密码散列
PHP 5.5 引入了密码散列函数,您可以使用这些函数来简化上述散列方法:
$hash = password_hash($password, PASSWORD_BCRYPT, ['cost' => 13]);
并验证:
if (password_verify($given_password, $db_hash)) {
// password valid
}
另见:password_hash()
,password_verify()