Web系统的密码加密问题（摘要算法）

思路

 

盐值+MD5摘要算法

1.为了防止字典破解（常用字符），先生成一个长度16位（位数最好和摘要算法的结果长度一致）的随机（安全随机数）byte数组作为盐值，通过Base64编码之后，将其和原密码按规则组合，保证进行摘要运算前的明文是无规律的。

2.使用MD5摘要算法对明文进行运算得到一个长度16位的摘要byte数组，通过Base64编码后，得到一个24位的密文密码。

 

实现

 

工具类

public class PasswordProcessor {
    public static void main(String[] args) {

    }
    public static byte[] makeSalt() {
        SecureRandom secureRandom = null;
        try {
            secureRandom = SecureRandom.getInstanceStrong(); // 尝试获取高强度安全随机数生成器
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            secureRandom = new SecureRandom(); // 获取普通的安全随机数生成器
        }
        byte[] saltBuffer = new byte[16];
        secureRandom.nextBytes(saltBuffer);
        return saltBuffer;
    }

    public static byte[] getDigest(String str) {
        MessageDigest md = null;
        try {
            md = MessageDigest.getInstance("md5");
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        byte[] digest = md.digest(str.getBytes());
        return digest;
    }
}

 

注册

进行上述步骤，将盐值和密文密码分开存放。

public boolean signUpJudge(User user) {
        Base64.Encoder encoder = Base64.getEncoder();
        byte[] salt = PasswordProcessor.makeSalt();
        String saltStr = encoder.encodeToString(salt); // 获取随机盐值
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(user.getPassword()).append(saltStr);
        byte[] password = PasswordProcessor.getDigest(sb.toString());
        user.setPassword(encoder.encodeToString(password)); // 获取密文密码
        user.setProfile("../images/profile/default.png");
        int rs = userDao.insertUser(user);
        int rs2 = saltDao.insertSalt(user.getId(), saltStr);
        if (rs == 1 && rs2 == 1) return true;
        else return false;
    }

 

登录

将数据库中的盐值取出，和用户输入的密码按规则组合，进行摘要算法和Base64编码，得到密文密码，判断是否与数据库中的密文密码相等。

public boolean loginJudge(User user) {
        String salt = saltDao.selectSaltById(user.getId()); // 从数据库中查出对应盐值
        if (salt == null) return false; // 若没有该id 说明用户不存在
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(user.getPassword()).append(salt);
        byte[] password = PasswordProcessor.getDigest(sb.toString());
        Base64.Encoder encoder = Base64.getEncoder();
        user.setPassword(encoder.encodeToString(password)); // 获取密文密码
        int rs = userDao.selectUserByIdAndPassword(user);
        if (rs == 0) return false;
        else return true;
    }

 

关于摘要算法的选择

 

签名认证

山东大学的王小云教授发布算法可以轻易构造MD5碰撞实例，此后，有国外学者在此算法基础上，提出了更进一步的MD5前缀碰撞构造算法"chosen prefix collision"，而SHA1的碰撞实例也被谷歌成功构造。因此在数字签名方面，对于数据完整性验证，应使用SHA256或更强的算法。

 

密码验证

上述碰撞实例对密码加密并没有实质性的影响，加密需要考虑的一个问题在于，任何加密都无法避开暴力破解，那如何尽可能地提高暴力破解的难度？

一个合理的思路是：提高加密的时间成本。

基于这种思路，可以使用bcrypt算法，这种算法的优点是计算速度慢，还可以通过参数调节速度。对于登录验证，只需要通过多次调试，把速度控制在500ms左右，不会对用户影响造成体验，却能很大程度提高暴力破解的时间成本。