前言
从表定义开始:
- UserID
- Fname
- Lname
- Email
- Password
- IV
以下是更改:
- 字段 ,并将使用 OpenSSL 提供的对称密码进行加密,
Fname
Lname
Email
- 该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;稍后将对此进行详细介绍。
IV
- 该字段将使用单向密码哈希进行哈希处理,
Password
加密
密码和模式
选择最佳的加密密码和模式超出了这个答案的范围,但最终的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,其固定块大小为16字节,密钥大小为16,24或32字节。
加密密钥
良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
这可以完成一次或多次(如果您希望创建加密密钥链)。尽可能保持这些内容的私密性。
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,这些值应仅使用一次(从技术上讲,每个加密密钥使用一次),因此对行的任何部分的更新都应重新生成它。
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, $strong);
例
让我们使用较早的 和 ;为此,我们必须将数据填充到块大小:$encryption_key
$iv
function pkcs7_pad($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)
$iv // initialisation vector
);
存储要求
加密的输出,如IV,是二进制的;在数据库中存储这些值可以通过使用指定的列类型(如 或 )来完成。BINARY
VARBINARY
输出值与IV一样,是二进制的;要将这些值存储在MySQL中,请考虑使用二进制
或VARBINARY
列。如果此选项不是一个选项,您还可以使用base64_encode()
或 bin2hex()
将二进制数据转换为文本表示形式,这样做需要增加 33% 到 100% 的存储空间。
解密
存储值的解密与此类似:
function pkcs7_unpad($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
));
经过身份验证的加密
通过附加从密钥(不同于加密密钥)和密码文本生成的签名,可以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(最好使用常数时间比较方法)。
例
// 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
}
另请参见:hash_equals()
散列法
必须尽可能避免在数据库中存储可逆密码;您只希望验证密码,而不知道其内容。如果用户丢失了密码,最好允许他们重置密码,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)。
应用哈希函数是单向操作;之后,它可以安全地用于验证,而不会泄露原始数据;对于密码,蛮力方法是一种可行的方法来发现它,因为它的长度相对较短,并且许多人的密码选择不佳。
采用 MD5 或 SHA1 等哈希算法来根据已知的哈希值验证文件内容。它们经过了极大的优化,可以尽可能快地进行此验证,同时仍然准确。鉴于它们的输出空间相对有限,很容易使用已知密码及其各自的哈希输出(彩虹表)构建数据库。
在散列之前向密码添加盐会使彩虹表变得无用,但最近的硬件进步使蛮力查找成为一种可行的方法。这就是为什么你需要一个故意缓慢且根本无法优化的哈希算法。它还应该能够增加更快硬件的负载,而不会影响验证现有密码哈希以使其面向未来的能力。
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)
这个答案将使用一个带有bcrypt的示例。
代
可以生成如下密码哈希:
$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);
盐是用openssl_random_pseudo_bytes()生成的,
形成一个随机的数据块,然后通过该数据块运行并匹配所需的字母表。base64_encode()
strtr()
[A-Za-z0-9/.]
crypt()
函数根据算法(对于 Blowfish)、成本因子(在 3GHz 机器上因子 13 大约需要 0.40 秒)和 22 个字符的盐来执行哈希。$2y$
验证
读取包含用户信息的行后,请按以下方式验证密码:
$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;
}
若要验证密码,请再次调用,但将以前计算的哈希作为 salt 值传递。如果给定的密码与哈希匹配,则返回值将生成相同的哈希。要验证哈希,通常建议使用常量时间比较函数来避免计时攻击。crypt()
使用 PHP 5.5 进行密码哈希处理
PHP 5.5 引入了密码哈希函数,您可以使用这些函数来简化上述哈希方法:
$hash = password_hash($password, PASSWORD_BCRYPT, ['cost' => 13]);
并验证:
if (password_verify($given_password, $db_hash)) {
// password valid
}
另请参见:password_hash()
、password_verify()