PHP 8.4.0 RC4 available for testing

Безопасное и надежное хеширование паролей

Раздел объясняет, почему пароли защищают функциями хеширования, и как захешировать пароль так, чтобы его было трудно раскрыть.

Почему требуется хешировать пароли пользователей?

Хеширование паролей — приоритетный фактор безопасности, который учитывают при разработке приложения или службы, которые принимают пароли пользователей. Без хеширования пароли, которые хранятся, украдут, если хранилище данных скомпрометируют, а затем немедленно применят для компрометации и приложения или службы, и учётных записей пользователей в других службах, если пользователи других служб не установили уникальные пароли.

Алгоритм, который применяют для хеширования паролей пользователей перед сохранением, серьёзно затрудняет раскрытие исходного пароля злоумышленником, при этом доступ к сравнению хеша с исходным паролем в будущем сохраняется.

Важно: хеширование защищает пароли только от компрометации в хранилище данных, но не защищает пароли от перехвата вредоносным кодом, который внедрили в само приложение или службу.

Почему стандартные функции хеширования наподобие md5() и sha1() нельзя использовать для защиты паролей?

Алгоритмы хеширования наподобие MD5, SHA1 и SHA256 спроектировали быстрыми и эффективными, а данные, которые эти алгоритмы давали на выходе, затрудняли раскрытие паролей. Но текущие техники и компьютерное оборудование сделали тривиальным перебор вывода этих алгоритмов методом brute force (англ. букв. «грубой силы») для определения исходных входных данных.

Из-за скорости, с которой компьютеры научились обращать эти алгоритмы хеширования, аналитики в области компьютерной безопасности рекомендуют не использовать эти алгоритмы для хеширования паролей.

Как хешировать пароли, если нельзя использовать стандартные функции?

В хешировании паролей выделяются два самых важных фактора: цена вычисления и соль. Повышение вычислительной сложности алгоритма хеширования увеличивает время, которое потребуется для перебора вывода алгоритма методом «грубой силы».

PHP поддерживает встроенный API-интерфейс хеширования паролей, который безопасно обрабатывает как хеширование, так и проверку паролей.

Пароли рекомендуют хешировать алгоритмом Blowfish, который также применяют по умолчанию в API-интерфейсе хеширования паролей, поскольку этот алгоритм намного затратнее с точки зрения вычислительной сложности, чем алгоритм MD5 или SHA1, но при этом по-прежнему масштабируем.

Функция crypt() также доступна для хеширования паролей, но её рекомендуют только для взаимодействия с другими системами. Вместо этой функции рекомендуют хешировать пароли через встроенный API-интерфейс хеширования паролей, когда возможно.

Что такое соль?

Криптографическая соль — данные, которые участвуют в хешировании и которые исключают поиск вывода, который сгенерировало хеширование, в списке предварительно вычисленных пар хешей и их входных данных, который знают как «радужную» таблицу.

В упрощённой терминологии, соль — фрагмент дополнительных данных, которые серьёзно затрудняют взлом хешей. Интернет наполняют службы, которые содержат открытые списки исходных паролей и хешей, которые заранее вычислили для этих паролей. Соли делает маловероятным или невозможным поиск хеша в таких списках.

Функция password_hash() создаст случайную соль, если её не передали, и часто это доступная и одновременно безопасная защита паролей.

Как хранится соль?

При хешировании паролей функцией password_hash() или других строк функцией crypt() значение, которые возвращают функции, уже содержит соль как часть хеша, который сгенерировали функции. Значение возврата сохраняют как есть, поскольку хеш включает информацию о функции хеширования, а затем без посредников передают в функцию password_verify() при проверке пароля.

Внимание

Вместо перехеширования и сравнения результата с хешем в хранилище, вызывают функцию password_verify(), чтобы избежать атак по времени.

Следующая диаграмма показывает формат значения, которое возвращают функции crypt() и password_hash(). На диаграмме видно, что значения содержат внутри себя информацию об алгоритме и соли, которая требуется для будущей проверки пароля.


        Компоненты значения, которое возвращают функции password_hash и crypt, идут в следующем порядке:
        алгоритм хеширования, опции алгоритма, соль и хеш пароля.

Добавить

Примечания пользователей 3 notes

up
147
alf dot henrik at ascdevel dot com
10 years ago
I feel like I should comment some of the clams being posted as replies here.

For starters, speed IS an issue with MD5 in particular and also SHA1. I've written my own MD5 bruteforce application just for the fun of it, and using only my CPU I can easily check a hash against about 200mill. hash per second. The main reason for this speed is that you for most attempts can bypass 19 out of 64 steps in the algorithm. For longer input (> 16 characters) it won't apply, but I'm sure there's some ways around it.

If you search online you'll see people claiming to be able to check against billions of hashes per second using GPUs. I wouldn't be surprised if it's possible to reach 100 billion per second on a single computer alone these days, and it's only going to get worse. It would require a watt monster with 4 dual high-end GPUs or something, but still possible.

Here's why 100 billion per second is an issue:
Assume most passwords contain a selection of 96 characters. A password with 8 characters would then have 96^8 = 7,21389578984e+15 combinations.
With 100 billion per second it would then take 7,21389578984e+15 / 3600 = ~20 hours to figure out what it actually says. Keep in mind that you'll need to add the numbers for 1-7 characters as well. 20 hours is not a lot if you want to target a single user.

So on essence:
There's a reason why newer hash algorithms are specifically designed not to be easily implemented on GPUs.

Oh, and I can see there's someone mentioning MD5 and rainbow tables. If you read the numbers here, I hope you realize how incredibly stupid and useless rainbow tables have become in terms of MD5. Unless the input to MD5 is really huge, you're just not going to be able to compete with GPUs here. By the time a storage media is able to produce far beyond 3TB/s, the CPUs and GPUs will have reached much higher speeds.

As for SHA1, my belief is that it's about a third slower than MD5. I can't verify this myself, but it seems to be the case judging the numbers presented for MD5 and SHA1. The issue with speeds is basically very much the same here as well.

The moral here:
Please do as told. Don't every use MD5 and SHA1 for hasing passwords ever again. We all know passwords aren't going to be that long for most people, and that's a major disadvantage. Adding long salts will help for sure, but unless you want to add some hundred bytes of salt, there's going to be fast bruteforce applications out there ready to reverse engineer your passwords or your users' passwords.
up
24
swardx at gmail dot com
8 years ago
A great read..

https://nakedsecurity.sophos.com/2013/11/20/serious-security-how-to-store-your-users-passwords-safely/

Serious Security: How to store your users’ passwords safely

In summary, here is our minimum recommendation for safe storage of your users’ passwords:

Use a strong random number generator to create a salt of 16 bytes or longer.
Feed the salt and the password into the PBKDF2 algorithm.
Use HMAC-SHA-256 as the core hash inside PBKDF2.
Perform 20,000 iterations or more. (June 2016.)
Take 32 bytes (256 bits) of output from PBKDF2 as the final password hash.
Store the iteration count, the salt and the final hash in your password database.
Increase your iteration count regularly to keep up with faster cracking tools.

Whatever you do, don’t try to knit your own password storage algorithm.
up
-2
tamas at microwizard dot com
3 years ago
While I am reading the comments some old math lessons came into my mind and started thinking. Using constants in a mathematical algorythms do not change the complexity of the algorythm itself.

The reason of salting is to avoid using rainbow tables (sorry guys this is the only reason) because it speeds up (shortcuts) the "actual" processing power.
(((Longer stored hashes AND longer password increases complexity of cracking NOT adding salt ALONE.)))

PHP salting functions returns all the needed information for checking passwords, therfore this information should be treated as constant from farther point of view. It is also a target for rainbow tables (sure: for much-much larger ones).

What is the solution?
The solution is to store password hash and salt on different places.
The implementation is yours. Every two different places will be good enough.

Yes, it will make problems for hackers. He/she needs to understand your system. No speed up for password cracking will work for him/her without reimplementing your whole system.

This is my two cent.
To Top