用戶密碼安全存儲建議
安全小測驗
：存儲機密信息最安全的辦法是什么？</span>
a)利用 256 位密鑰的強對稱加密算法（例如 AES）進行加密。 b)利用 4096 位密鑰的非對稱強加密算法（例如 RSA）進行加密。 c)利用平臺內置的加密系統進行加密，例如 Windows 的數據保護 API (DPAPI)。 做出選擇了嗎？正確的答案實際上是： d)既然是機密數據，就完全不要存儲！ 好吧，這個問題看上去有點難，但其答案是很有道理的：竊賊無法竊取根本不存在的東西。我們把這個原則應用到身份驗證操作，如網站登錄。如果一個網站永遠不 存儲用戶的密碼，那么即使網站受到攻擊，這些密碼也不能被盜走。但是網站如何在不存儲用戶密碼的情況下來驗證用戶的身份呢？答案就是網站存儲密碼的加密哈 希，而不是明文密碼本身。（如果你對哈希的概念不熟悉，我們建議你在繼續前閱讀http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/92f9ye3s.aspx#hash_values。）通過比較哈希而不是明文，網站仍然可以驗證用戶確實知道自己的密碼，不然哈希將不會匹配，而實現這個過程并不需要網站實際存儲密碼（如圖1所示）。這是一個不錯的解決方案，但是仍有一些設計方面的注意事項，以確保你不會無意間削弱系統的強度。 第一個設計問題是，簡單地對密碼進行哈希計算并不能提供充分的保護：你還需要在計算哈希值前為每個密碼添加隨機鹽值(Salt)。切記，對于給定的哈希函數，對某個輸入值計算哈希值始終會得到相同的輸出值。如果時間充裕，攻擊者可能會計算出明文字符串及其相應哈希值的表。事實上，已經存在很多這樣的表（稱為“彩虹表”）， 并且可在互聯網上免費下載。有了彩虹表后，如果攻擊者通過任意方式設法獲取了某網站的密碼哈希列表，那么他可以使用該表輕松地確定初始的明文密碼。當你對 哈希加鹽值時，你就可以從攻擊者手中奪走這個“武器”。另外，要為每個用戶生成（并存儲）特定的鹽值，而不是每個用戶使用相同的鹽值，這一點很重要。如果 你始終使用相同的鹽值，則攻擊者可能會構建一個使用該單一鹽值的彩虹表，從而提取出密碼。 圖 1：比較加鹽值后的哈希值 另一個重要的設計問題是，一定要使用強加密哈希算法。MD5 可能是比較常見的選擇，但是密碼學家已經論證了 MD5 的脆弱性，近年來它一直被認為是不安全且“可破解”的算法。SHA-1 安全性稍微強一些，但它也開始顯現被破解的跡象，現在密碼學家建議避免使用 SHA-1。SHA-2 哈希算法系列當前被視為最強健的算法，是唯一獲得微軟安全開發生命周期 (SDL) 加密標準策略批準，可以在微軟產品中使用的哈希算法系列。 相比將SHA-2硬編碼入程序，一個更好的辦法是實施 “加密靈活性”，就是說即使應用程序已經部署到生產中，也仍然可以改變哈希算法。畢竟，加密算法會過時；密碼學家會發現其弱點，并且隨著計算能力的增強，使用暴力攻擊破解越來越輕松可行。某一天，SHA-2 可能會被認為和 MD5 一樣脆弱，未雨綢繆不失為明智的選擇。對哈希靈活性進行深入分析討論已經超出了本篇博文的討論范圍，不過，你可以在 MSDN 雜志文章“加密靈活性”[http://msdn.microsoft.com/zh-cn/magazine/ee321570.aspx] 中閱讀了解關于建議解決辦法的更多信息。就像 SDL 強制在微軟產品中使用強加密算法一樣，它也鼓勵產品團隊盡可能使用加密靈活性，這樣可以在當前強算法遭到破解的情況下更敏捷地遷移到新算法。 到目前為止，我們已經討論了要對哪些內容進行哈希計算（密碼和隨機的特定鹽值）以及如何進行哈希計算（使用 SHA-2 系列中的加密強哈希算法，最好是可配置的，以便允許進行未來變更），但是我們還沒有討論哈希計算的應用位置。 你可能會認為在客戶端執行哈希計算將能極大地提高安全性，因為你只需要通過網絡向服務器發送哈希，而絕不會發送明文密碼本身。不過，好處也并不像你想象的 那么多。如果攻擊者能夠嗅探網絡流量，他仍然可以攔截傳輸，并自行將哈希傳遞到服務器，從而欺騙用戶，劫持其會話。這時，哈希本質上會成為明文密碼。這個 方法唯一切實的好處就是如果受害者在多個網站上使用同一密碼，則攻擊者將不能在其它網站損害受害者的帳戶，因為知道密碼的哈希值并不會告訴你關于密碼本身 的任何內容。防御此類攻擊的更好方式是，在服務器端執行哈希計算，但確保密碼和所有憑據令牌（例如會話 Cookie）始終通過 SSL/TLS 進行傳輸。在將來發布的博文中，我們會討論安全憑據傳輸（和密碼管理的其他方面，例如密碼復雜性及其過期時間）。 遵循下面一些簡單的原則，有助于你確保應用程序的用戶憑據仍保持安全，即便在數據庫被攻破的情況下也是如此： ·始終存儲并比較密碼的哈希，而永遠不要存儲明文密碼本身。 ·在進行哈希計算前，對每個密碼應用隨機且特定的鹽值。 ·使用加密的強哈希算法，例如 SHA-2 系列之一。 ·通過實施靈活的加密設計，允許未來潛在的算法變更。 ·對服務器層進行哈希計算，并確保通過 HTTPS 傳輸所有密碼和憑據令牌。 作者：Bryan Sullivan 資深安全項目經理 微軟SDL(安全開發生命周期)團隊
