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一些（尤其是银行）密码系统要求您从密码中输入三个（指定的）字母才能登录。这应该可以击败键盘记录器，并可能会破坏线路嗅探重放攻击（对于未加密的会话）。

显然，这种方案无法使用普通的密码散列来工作，因为您需要知道整个密码才能计算散列。

这样的系统通常在服务器端存储什么来完成这项工作？

他们是否以明文形式存储密码，或者每个字母的单独哈希值，还是什么？

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正如您正确指出的那样，如果仅使用密码的子字符串完成身份验证，则标准密码哈希方案将不起作用。有多种方法可以实现这样的系统：

以明文形式存储密码：

  • 简单且易于实施。
  • 如果数据库遭到破坏，则不安全。
  • 可能不符合要求散列或加密密码存储的规定（但使用低级数据库加密可能会解决这个问题）。

存储密码加密，解密查看：

  • 如果加密密钥也被泄露，没有比以明文形式存储更安全的了。
  • 可以满足明文禁止密码存储的规定。
  • 可以通过使用专用硬件安全模块或单独的身份验证服务器来提高安全性，该服务器将存储密钥并提供用于加密和子字符串验证的黑盒接口。

存储所有（或足够多）可能的子字符串的哈希值：

  • 比其他解决方案需要更多的存储空间。
  • 如果数据库遭到破坏，密码仍然可以很容易地通过蛮力恢复，因为每个子字符串都可以单独受到攻击。

使用n 个阈值中的k个秘密共享：

  • 比存储多个哈希需要更少的空间，但比以明文形式存储密码或使用可逆加密要多。
  • 无需解密密码进行子串验证。
  • 如果数据库被破坏，仍然容易受到暴力攻击：任何能猜出密码的k个字母的人都可以恢复其余的。（事实上​​，对于某些实现，k -1 个字母可能就足够了。）

最终，如果数据库受到破坏，所有这些方案都会遭受暴力攻击的弱点。造成这种情况的根本原因是，在一个典型密码（或者，实际上，甚至是一个特别强的密码）的三字母子串中没有太多的熵，所以不需要很多猜测就可以破解。

这些中哪个最好？这很难说。如果我必须选择其中一种方案，我可能会选择使用强对称加密（例如 AES）的加密存储，并使用单独的服务器或 HSM 来处理加密和验证。这样，至少，破坏前端服务器的攻击者将无法仅复制数据库并离线攻击它（尽管如果 HSM 没有实施有效的速率限制，他们仍然可以对 HSM 发起暴力攻击）。

但是，我要说的是，仅使用部分密码进行身份验证的整个想法存在严重缺陷：它并没有真正提供应有的安全优势，除非在一些特别受限的攻击场景中（例如窃听者只能观察一个身份验证事件，并且不能一直尝试直到他们得到相同的挑战），但它通过减少成功身份验证所需的信息量从根本上削弱了安全性。对于部分密码身份验证应该解决的安全问题，有更好的解决方案，例如TAN 。

于 2011-11-22T14:21:38.413 回答