为什么要用哈希函数来加密密码

如果你需要保存密码（比如网站用户的密码），你要考虑如何保护这些密码数据，象下面那样直接将密码写入数据库中是极不安全的，因为任何可以打开数据库的人，都将可以直接看到这些密码。

解决的办法是将密码加密后再存储进数据库，比较常用的加密方法是使用哈希函数（Hash Function）。哈希函数的具体定义，大家可以在网上或者相关书籍中查阅到，简单地说，它的特性如下：

原始密码经哈希函数计算后得到一个哈希值
改变原始密码，哈希函数计算出的哈希值也会相应改变
同样的密码，哈希值也是相同的
哈希函数是单向、不可逆的。也就是说从哈希值，你无法推算出原始的密码是多少

有了哈希函数，我们就可以将密码的哈希值存储进数据库。用户登录网站的时候，我们可以检验用户输入密码的哈希值是否与数据库中的哈希值相同。

由于哈希函数是不可逆的，即使有人打开了数据库，也无法看到用户的密码是多少。

那么存储经过哈希函数加密后的密码是否就是安全的了呢？我们先来看一下几种常见的破解密码的方法。

几种常见的破解密码的方法

最简单、常见的破解方式当属字典破解（Dictionary Attack）和暴力破解（Brute Force Attack）方式。这两种方法说白了就是猜密码。

字典破解和暴力破解都是效率比较低的破解方式。如果你知道了数据库中密码的哈希值，你就可以采用一种更高效的破解方式，查表法（Lookup Tables）。还有一些方法，比如逆向查表法（Reverse Lookup Tables）、彩虹表（Rainbow Tables）等，都和查表法大同小异。现在我们来看一下查表法的原理。

查表法

查表法不像字典破解和暴力破解那样猜密码，它首先将一些比较常用的密码的哈希值算好，然后建立一张表，当然密码越多，这张表就越大。当你知道某个密码的哈希值时，你只需要在你建立好的表中查找该哈希值，如果找到了，你就知道对应的密码了。

为密码加盐（Salt）

从上面的查表法可以看出，即便是将原始密码加密后的哈希值存储在数据库中依然是不够安全的。那么有什么好的办法来解决这个问题呢？答案是加盐。

盐（Salt）是什么？就是一个随机生成的字符串。我们将盐与原始密码连接（concat）在一起（放在前面或后面都可以，对于密码可以这样弄，其他情况就不行，可以看看文章下面），然后将concat后的字符串加密。采用这种方式加密密码，查表法就不灵了（因为盐是随机生成的）。

直接加盐会有缺陷性，选用Hmac

为了防止黑客通过彩虹表根据哈希值反推原始口令，在计算哈希的时候，不能仅针对原始输入计算，需要增加一个salt来使得相同的输入也能得到不同的哈希，这样，大大增加了黑客破解的难度。

如果salt是我们自己随机生成的，通常我们计算MD5时采用md5(message + salt)。但实际上，把salt看做一个“口令”，加salt的哈希就是：计算一段message的哈希时，根据不通口令计算出不同的哈希。要验证哈希值，必须同时提供正确的口令。但是随便加盐会有很多问题，就是如果采用md5(salt+message)，这种方式会遇到哈希长度扩展攻击

这实际上就是Hmac算法：Keyed-Hashing for Message Authentication。它通过一个标准算法，在计算哈希的过程中，把key混入计算过程中。

和我们自定义的加salt算法不同，Hmac算法针对所有哈希算法都通用，无论是MD5还是SHA-1。采用Hmac替代我们自己的salt算法，可以使程序算法更标准化，也更安全。

Python自带的hmac模块实现了标准的Hmac算法。我们来看看如何使用hmac实现带key的哈希。

>>> import hmac
>>> message = b'Hello, world!'
>>> key = b'secret'
>>> h = hmac.new(key, message, digestmod='MD5')
>>> # 如果消息很长，可以多次调用h.update(msg)
>>> h.hexdigest()
'fa4ee7d173f2d97ee79022d1a7355bcf'

如何加盐才是正确的姿势

MD5(MD5(password)+salt)
SHA512(SHA512(password)+salt)
引入慢哈希: bcrypt(SHA512(password), salt, cost)

很好很好的资料

https://blog.coderzh.com/2016/01/10/a-password-security-design-example/
https://blog.coderzh.com/2016/01/03/security-design/

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