[ 筆記 ]資訊安全 - 雜湊密碼：hash

為什麼密碼要經過雜湊？

一個安全的網頁資料庫應該儲存的是「 經過雜湊的密碼 」而不是使用者輸入時的明碼，這也是為什麼「 按下忘記密碼的按鈕，通常會導到重設密碼、而不是給你原先的密碼，因為資料庫也找不到原碼。」

所以由此推斷出，要是你在某網站按了忘記密碼，系統卻寄了一封「 你原本的密碼 」的 mail，請小心這代表此網站存的是明碼！

存明碼的風險是什麼？ 代表此網站的資料庫要是被盜，密碼就被偷走了，所以現代網頁開發應該至少都要做到資料庫被偷，也不至於讓最重要的密碼被拿走或猜出來。

而讓密碼換一層皮的就稱為雜湊。這邊是個大家容易搞混的地方，要注意這步驟、不會稱為加密。

雜湊、加密？

雖然目的同樣是讓密碼看起來像亂碼，但兩者最重要的差別就在於：「 加密可逆、雜湊不可密 」

雜湊：單向生成，無法反推出原來的原碼

• 將不定長度 (無窮可能) 訊息的輸入，演算成 固定長度 雜湊值的輸出，即輸出的長度不受原文長度影響。
• 同樣的輸入 -> 一定是同樣的輸出
• 但因為長度是有限的，所以不同輸入也「 可能有同樣的輸出 」，雖然機率非常低，而如有這種情況、又稱為「 碰撞 」Collision。
• 為了防止被攻擊破解，通常會再加鹽 (salt)，指的是再加入一組亂數（有可能是以當下時間為基底的亂數），這樣就算破解了也難以知道原碼，除非連加入亂數的方式也被破解。
• 常見的雜湊演算法:
  • MD5 （ 已被證實不安全 ）
  • SHA-1 （ 已被證實不安全 ）
  • SHA-256
    • 比 md5 還強、安全性更高的雜湊函數，但對於伺服器來說，越安全、也代表速度越慢

最常見的攻擊方法：

• 窮舉法又稱暴力破解 ( brute-force )
  • 就是將所有可能的數列組合都丟進去跑。
  • 長度要是超過一定程度、運算時間會倍增，每增加一字元，密碼組合數量會以數十倍來指數成長。
• 字典法 ( Dictionary Attacke )
  • 嘗試所有「 常見的密碼 」或使用者的身份資料（親人姓名，電話，出生月日）當作字典資料庫，尤其是出現頻率的密碼組合，例如： password, mypassword, abc123, 1234567… 等等
  • 效率要比窮舉法好得多，特別是資安概念不佳的使用者，但對於密碼無規律者沒效。
• 彩虹表 ( rainbow table )
  • 指的是把所有可能的輸入都丟進雜湊函數，額外產生一張 hash值 輸出列表，所以本質上也算是一種暴力攻擊法。

加密：拿到密鑰的方式就可以逆推回去

• 需要密鑰，且可以透過解密得到原文。
• 分為「 對稱式 」、「 非對稱式 」
• 對稱式加密：
  • 常見演算法： DES, 3DES, AES
  • 密鑰要是太簡單或長度太短，安全性以及在實際應用上不夠理想，所以出現安全性更高，應用範圍更廣的非對稱式加密（Asymmetric Encryption）。
• 非對稱式加密：
  • 常見演算法： RSA, DSA, ECC
  • 演算法會有兩把鑰匙，一把稱做公鑰（可以公開），另一把稱做私鑰（自己要藏好）。
  • 可以生成數位簽章，確認密文的傳送方身份真的是本人

PHP 內建雜湊函式 password_hash

(PHP 5 >= 5.5.0, PHP 7)

使用 password hash() 可以直接用最簡單的方式實踐複雜的加密，在使用時，需要搭配第二個參數，推薦直接使用 PASSWORD_DEFAULT

每次處理時，都會在背後產生隨機的 SALT。

當然，也可以手動指定要使用哪一個 SALT，但最好不要，就交給 PASSWORD_DEFAULT 來隨機處理，會更加安全

<?php
$hash = password_hash('your_password', PASSWORD_DEFAULT);
?>

另外也可以搭配第三個 cost 參數 (默認為 10)，當值調整越大，所需耗費的計算時間就會越多，可以自行測試。

<?php 
$password = '123456'; // 原始密碼
$hash_password = password_hash($password, PASSWORD_DEFAULT);
if (password_verify($password , $hash_password)){
   echo "密碼正確";
}else{  
   echo "密碼錯誤";
}
?>