程序員必備基礎(chǔ)：如何安全傳輸存儲(chǔ)用戶密碼？
前言
我們開發(fā)網(wǎng)站或者APP的時(shí)候，首先要解決的問(wèn)題，就是「如何安全傳輸和存儲(chǔ)用戶的密碼」。一些大公司的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)泄露事件也時(shí)有發(fā)生，帶來(lái)非常大的負(fù)面影響。因此，如何安全傳輸存儲(chǔ)用戶密碼，是每位程序員必備的基礎(chǔ)。本文將跟大家一起學(xué)習(xí)，如何安全傳輸存儲(chǔ)用戶的密碼。
1. 如何安全地傳輸用戶的密碼
要拒絕用戶密碼在網(wǎng)絡(luò)上裸奔，我們很容易就想到使用https協(xié)議，那先來(lái)回顧下https相關(guān)知識(shí)吧~
1.1 https 協(xié)議
- 「http的三大風(fēng)險(xiǎn)」
為什么要使用https協(xié)議呢？「http它不香」嗎? 因?yàn)閔ttp是明文信息傳輸?shù)?。如果在茫茫的網(wǎng)絡(luò)海洋，使用http協(xié)議，有以下三大風(fēng)險(xiǎn)：
如果傳輸不重要的信息還好，但是傳輸用戶密碼這些敏感信息，那可不得了。所以一般都要使用「https協(xié)議」傳輸用戶密碼信息。
-
「https 原理」
https原理是什么呢？為什么它能解決http的三大風(fēng)險(xiǎn)呢？
https = http + SSL/TLS, SSL/TLS 是傳輸層加密協(xié)議，它提供內(nèi)容加密、身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)，以解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩詥?wèn)題。
為了加深https原理的理解，我們一起復(fù)習(xí)一下「一次完整https的請(qǐng)求流程」吧~
-
「https一定安全嗎？」
https的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程，數(shù)據(jù)都是密文的，那么，使用了https協(xié)議傳輸密碼信息，一定是安全的嗎？其實(shí)「不然」~
1.2 對(duì)稱加密算法
既然使用了https協(xié)議傳輸用戶密碼，還是「不一定安全」，那么，我們就給用戶密碼「加密再傳輸」唄~
加密算法有「對(duì)稱加密」和「非對(duì)稱加密」兩大類。用哪種類型的加密算法「靠譜」呢？
對(duì)稱加密：加密和解密使用「相同密鑰」的加密算法。
常用的對(duì)稱加密算法主要有以下幾種哈：
如果使用對(duì)稱加密算法，需要考慮「密鑰如何給到對(duì)方」，如果密鑰還是網(wǎng)絡(luò)傳輸給對(duì)方，傳輸過(guò)程，被中間人拿到的話，也是有風(fēng)險(xiǎn)的哦。
1.3 非對(duì)稱加密算法
再考慮一下非對(duì)稱加密算法呢？
「非對(duì)稱加密：」 非對(duì)稱加密算法需要兩個(gè)密鑰（公開密鑰和私有密鑰）。公鑰與私鑰是成對(duì)存在的，如果用公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，只有對(duì)應(yīng)的私鑰才能解密。
常用的非對(duì)稱加密算法主要有以下幾種哈：
如果使用非對(duì)稱加密算法，也需要考慮「密鑰公鑰如何給到對(duì)方」，如果公鑰還是網(wǎng)絡(luò)傳輸給對(duì)方，傳輸過(guò)程，被中間人拿到的話，會(huì)有什么問(wèn)題呢？「他們是不是可以偽造公鑰，把偽造的公鑰給客戶端，然后，用自己的私鑰等公鑰加密的數(shù)據(jù)過(guò)來(lái)？」 大家可以思考下這個(gè)問(wèn)題哈~
我們直接「登錄一下百度」，抓下接口請(qǐng)求，驗(yàn)證一發(fā)大廠是怎么加密的?？梢园l(fā)現(xiàn)有獲取公鑰接口，如下:
再看下登錄接口，發(fā)現(xiàn)就是RSA算法，RSA就是「非對(duì)稱加密算法」。其實(shí)百度前端是用了JavaScript庫(kù)「jsencrypt」，在github的star還挺多的。
因此，我們可以用「https + 非對(duì)稱加密算法（如RSA）」 傳輸用戶密碼~
2. 如何安全地存儲(chǔ)你的密碼？
假設(shè)密碼已經(jīng)安全到達(dá)服務(wù)端啦，那么，如何存儲(chǔ)用戶的密碼呢？一定不能明文存儲(chǔ)密碼到數(shù)據(jù)庫(kù)哦！可以用「哈希摘要算法加密密碼」，再保存到數(shù)據(jù)庫(kù)。
哈希摘要算法：只能從明文生成一個(gè)對(duì)應(yīng)的哈希值，不能反過(guò)來(lái)根據(jù)哈希值得到對(duì)應(yīng)的明文。
2.1 MD5摘要算法保護(hù)你的密碼
MD5 是一種非常經(jīng)典的哈希摘要算法，被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)、數(shù)據(jù)（消息）摘要、數(shù)據(jù)加密等。但是僅僅使用 MD5 對(duì)密碼進(jìn)行摘要，并不安全。我們看個(gè)例子，如下：
public class MD5Test {
public static void main(String[] args) {
String password = "abc123456";
System.out.println(DigestUtils.md5Hex(password));
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
0659c7992e268962384eb17fafe88364
在MD5免費(fèi)破解網(wǎng)站一輸入，馬上就可以看到原密碼了。。。
試想一下，如果黑客構(gòu)建一個(gè)超大的數(shù)據(jù)庫(kù)，把所有20位數(shù)字以內(nèi)的數(shù)字和字母組合的密碼全部計(jì)算MD5哈希值出來(lái)，并且把密碼和它們對(duì)應(yīng)的哈希值存到里面去（這就是「彩虹表」）。在破解密碼的時(shí)候，只需要查一下這個(gè)彩虹表就完事了。所以「單單MD5對(duì)密碼取哈希值存儲(chǔ)」，已經(jīng)不安全啦~
2.2 MD5+鹽摘要算法保護(hù)用戶的密碼
那么，為什么不試一下MD5+鹽呢？什么是「加鹽」？
在密碼學(xué)中，是指通過(guò)在密碼任意固定位置插入特定的字符串，讓散列后的結(jié)果和使用原始密碼的散列結(jié)果不相符，這種過(guò)程稱之為“加鹽”。
用戶密碼+鹽之后，進(jìn)行哈希散列，再保存到數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣可以有效應(yīng)對(duì)彩虹表破解法。但是呢，使用加鹽，需要注意一下幾點(diǎn)：
- 不能在代碼中寫死鹽，且鹽需要有一定的長(zhǎng)度（鹽寫死太簡(jiǎn)單的話，黑客可能注冊(cè)幾個(gè)賬號(hào)反推出來(lái)）
- 每一個(gè)密碼都有獨(dú)立的鹽，并且鹽要長(zhǎng)一點(diǎn)，比如超過(guò) 20 位。(鹽太短，加上原始密碼太短，容易破解)
- 最好是隨機(jī)的值，并且是全球唯一的，意味著全球不可能有現(xiàn)成的彩虹表給你用。
2.3 提升密碼存儲(chǔ)安全的利器登場(chǎng)，Bcrypt
即使是加了鹽，密碼仍有可能被暴力破解。因此，我們可以采取更「慢一點(diǎn)」的算法，讓黑客破解密碼付出更大的代價(jià)，甚至迫使他們放棄。提升密碼存儲(chǔ)安全的利器~Bcrypt，可以閃亮登場(chǎng)啦。
實(shí)際上，Spring Security 已經(jīng)廢棄了 MessageDigestPasswordEncoder，推薦使用BCryptPasswordEncoder，也就是BCrypt來(lái)進(jìn)行密碼哈希。BCrypt 生而為保存密碼設(shè)計(jì)的算法，相比 MD5 要慢很多。
看個(gè)例子對(duì)比一下吧：
public class BCryptTest {
public static void main(String[] args) {
String password = "123456";
long md5Begin = System.currentTimeMillis();
DigestUtils.md5Hex(password);
long md5End = System.currentTimeMillis();
System.out.println("md5 time:"+(md5End - md5Begin));
long bcrytBegin = System.currentTimeMillis();
BCrypt.hashpw(password, BCrypt.gensalt(10));
long bcrytEnd = System.currentTimeMillis();
System.out.println("bcrypt Time:" + (bcrytEnd- bcrytBegin));
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
md5 time:47 bcrypt Time:1597
粗略對(duì)比發(fā)現(xiàn)，BCrypt比MD5慢幾十倍，黑客想暴力破解的話，就需要花費(fèi)幾十倍的代價(jià)。因此一般情況，建議使用Bcrypt來(lái)存儲(chǔ)用戶的密碼
3. 總結(jié)
- 因此，一般使用https 協(xié)議 + 非對(duì)稱加密算法（如RSA）來(lái)傳輸用戶密碼，為了更加安全，可以在前端構(gòu)造一下隨機(jī)因子哦。
- 使用BCrypt + 鹽存儲(chǔ)用戶密碼。
- 在感知到暴力破解危害的時(shí)候， 「開啟短信驗(yàn)證、圖形驗(yàn)證碼、賬號(hào)暫時(shí)鎖定」等防御機(jī)制來(lái)抵御暴力破解。
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