PBKDF2是什么
PBKDF2(Password-Based Key Derivation Function)是一个用来导出密钥的函数,常用于生成加密的密码。
它的基本原理是通过一个伪随机函数(例如HMAC函数),把明文和一个盐值作为输入参数,然后重复进行运算,并最终产生密钥。
如果重复的次数足够大,破解的成本就会变得很高。而盐值的添加也会增加“彩虹表”攻击的难度。
破解PBKDF2生成的密码要多久
上图是14年在一台多GPU的高端PC上进行的测试,可以看到,在4个单词(随机从Diceware列表选择)的情况下,如果每秒能猜2万个密码,则要猜出密码平均需要2890年。如果密码的长度再高点,则这个时间是天文数字了。
PBKDF2函数的定义
DK = PBKDF2(PRF, Password, Salt, c, dkLen)
PRF是一个伪随机函数,例如HASH_HMAC函数,它会输出长度为hLen的结果。
Password是用来生成密钥的原文密码。
Salt是一个加密用的盐值。
c是进行重复计算的次数。
dkLen是期望得到的密钥的长度。
DK是最后产生的密钥。
PBKDF2的算法流程
DK的值由一个以上的block拼接而成。block的数量是dkLen/hLen
的值。就是说如果PRF输出的结果比期望得到的密钥长度要短,则要通过拼接多个结果以满足密钥的长度:
DK = T1 || T2 || ... || Tdklen/hlen
而每个block则通过则通过函数F
得到:
Ti = F(Password, Salt, c, i)
在函数F里,PRF
会进行c
次的运算,然后把得到的结果进行异或运算,得到最终的值。
F(Password, Salt, c, i) = U1 ^ U2 ^ ... ^ Uc
第一次,PRF
会使用Password
作为key,Salt
拼接上编码成大字节序的32位整型的i
作为盐值进行运算。
U1 = PRF(Password, Salt || INT_32_BE(i))
而后续的c
-1次则会使用上次得到的结果作为盐值。
U2 = PRF(Password, U1)
...
Uc = PRF(Password, Uc-1)
函数F
大致的流程图如下:
PBKDF2算法在PHP中的使用
从PHP5.5版本开始,PHP提供了原生的函数hash_pbkdf2
实现PBKDF2算法:
string hash_pbkdf2 ( string $algo , string $password , string $salt , int $iterations [, int $length = 0 [, bool $raw_output = false ]] )
具体用法请看:http://php.net/manual/en/function.hash-pbkdf2.php
而在这个版本之前,我们可以使用其他用户写的兼容方法,例如:
<?php
if (!function_exists('hash_pbkdf2'))
{
function hash_pbkdf2($algo, $password, $salt, $count, $length = 0, $raw_output = false)
{
if (!in_array(strtolower($algo), hash_algos())) trigger_error(__FUNCTION__ . '(): Unknown hashing algorithm: ' . $algo, E_USER_WARNING);
if (!is_numeric($count)) trigger_error(__FUNCTION__ . '(): expects parameter 4 to be long, ' . gettype($count) . ' given', E_USER_WARNING);
if (!is_numeric($length)) trigger_error(__FUNCTION__ . '(): expects parameter 5 to be long, ' . gettype($length) . ' given', E_USER_WARNING);
if ($count <= 0) trigger_error(__FUNCTION__ . '(): Iterations must be a positive integer: ' . $count, E_USER_WARNING);
if ($length < 0) trigger_error(__FUNCTION__ . '(): Length must be greater than or equal to 0: ' . $length, E_USER_WARNING);
$output = '';
$block_count = $length ? ceil($length / strlen(hash($algo, '', $raw_output))) : 1;
for ($i = 1; $i <= $block_count; $i++)
{
$last = $xorsum = hash_hmac($algo, $salt . pack('N', $i), $password, true);
for ($j = 1; $j < $count; $j++)
{
$xorsum ^= ($last = hash_hmac($algo, $last, $password, true));
}
$output .= $xorsum;
}
if (!$raw_output) $output = bin2hex($output);
return $length ? substr($output, 0, $length) : $output;
}
}
又或者这个:https://github.com/rchouinard/hash_pbkdf2-compat
基于安全考虑,需要注意以下几点:
$algo建议选择SHA256或更安全的哈希算法。
$salt至少为8字节,且要为随机数。
$count迭代次数建议至少为50000次,除非有严格的性能要求。
**粗体** _斜体_ [链接](http://example.com) `代码` - 列表 > 引用
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