安全地雜湊密碼

本節說明使用雜湊函式保護密碼的原因，以及如何有效地進行雜湊。

為什麼使用者提供的密碼應該進行雜湊處理？

密碼雜湊（Password hashing）是設計任何接受使用者密碼的應用程式或服務時，必須考慮的最基本安全措施之一。如果沒有雜湊，任何儲存的密碼都可能在資料儲存庫遭到入侵時被竊取，然後立即被用來入侵應用程式或服務，以及使用者在其他服務上的帳戶（如果他們沒有使用獨特的密碼）。

藉由在儲存使用者密碼之前套用雜湊演算法，任何攻擊者都難以確定原始密碼，同時仍然能夠在未來將產生的雜湊值與原始密碼進行比較。

然而，需要注意的是，雜湊密碼僅保護它們免於在資料儲存庫中遭到入侵，但不一定能保護它們免於被注入應用程式或服務本身的惡意程式碼攔截。

為什麼像 md5() 和 sha1() 這樣的常見雜湊函式不適合用於密碼？

諸如 MD5、SHA1 和 SHA256 之類的雜湊演算法設計得非常快速且高效。借助現代技術和電腦設備，對這些演算法的輸出進行「暴力破解」（brute force），以確定原始輸入已變得非常容易。

由於現代電腦可以快速「反轉」（reverse）這些雜湊演算法，許多安全專家強烈建議不要將它們用於密碼雜湊。

如果常見的雜湊函式不適合，應該如何雜湊密碼？

雜湊密碼時，兩個最重要的考慮因素是計算成本和加鹽（salt）。雜湊演算法的計算成本越高，暴力破解其輸出的時間就越長。

PHP 提供了原生密碼雜湊 API，可以安全地處理雜湊和驗證密碼。

雜湊密碼時建議使用的演算法是 Blowfish，這也是密碼雜湊 API 使用的預設演算法，因為它的計算成本明顯高於 MD5 或 SHA1，同時仍具有可擴展性。

crypt() 函式也可用於密碼雜湊，但僅建議將其用於與其他系統的互通性。強烈建議盡可能使用原生密碼雜湊 API。

什麼是鹽值？

加密鹽（cryptographic salt）是在雜湊過程中套用的資料，用於消除在預先計算的雜湊及其輸入對列表（稱為彩虹表）中查詢輸出的可能性。

簡單來說，鹽是一些額外的資料，它使雜湊更難以破解。網路上有許多服務提供大量的預先計算雜湊列表，以及這些雜湊的原始輸入。使用鹽使得在這些列表中找到結果雜湊變得極不可能或不可能。

如果未提供鹽，password_hash() 將會建立一個隨機鹽，這通常是最簡單且最安全的方法。

鹽值如何儲存？

使用 password_hash() 或 crypt() 時，傳回值包含鹽作為產生雜湊的一部分。此值應逐字儲存在資料庫中，因為它包含有關所使用雜湊函式的資訊，然後可以在驗證密碼時直接提供給 password_verify()。

警告

為了避免計時攻擊，應該始終使用 password_verify()，而不是重新雜湊並將結果與儲存的雜湊值進行比較。

下圖顯示了 crypt() 或 password_hash() 返回值的格式。可以看到，它們是自包含的，包含了未來密碼驗證所需的所有算法和鹽值資訊。