PHP中常见的密码处理方式和建议总结

前言

在使用php开发web应用的中，很多的应用都会要求用户注册，而注册的时候就需要我们对用户的信息进行处理了，最常见的莫过于就是邮箱和密码了，本文意在讨论对密码的处理：也就是对密码的加密处理。

密码安全的重要性我们就不用再去强调，随着在线攻击的增多，如果我们对密码没有进行合适的处理或做防御措施，我们的应用就会肯定会收到来自各方的威胁和攻击。

所以作为开发者，我们需要对用户的密码做好预防措施。

关于密码我们应该遵守的一些原则

绝对不能知道用户的密码

• 我们绝对不能知道用户的密码，也不能有获取用户密码的方式。
• 知道的越少（包括我们开发者自己）越安全。

绝对不去约束用户的密码

• 最好不要去约束密码的长度、格式等。
• 如果要求密码符合一个特定的模式，其实对于那些不怀好意的人也提供了攻击的途径。
• 如果必须要约束的话，建议只限制最小长度。并把常用的密码或基于字典创建的密码加入黑名单，也是一个好主意。

绝对不通过电子邮件发送用户的密码

对于一个web应用来说，重置或修改密码时，我们应该在邮件里发送用于设定或修改密码的 url 。而且这个url中应该会包含一个唯一的令牌，这个令牌只能在设定或修改密码时使用一次。在设定或修改密码之后，我们就应该把这个令牌置为失效。

使用 bcrypt 计算用户密码的哈希值

目前，通过大量的审查，最安全的哈希算法是 bcrypt 。

首先，我们明确两个概念，哈希、加密。哈希和加密有什么区别？

加密

加密是双向算法，加密的数据之后通过解密还可以得到。

哈希

哈希是单向算法，哈希后的数据不能再还原成原始值。

哈希算法的用途，

验证数据的完整性（要求算法速度快）

• 用户提高密码等需要单向验证的数据的安全性（要求安全性高，甚至故意要求时间慢）
• 一般我们在数据库中保存的应该是计算出来的密码的哈希值。这样即使我们的数据库泄露了，他们也只能看到这些无意义的密码的哈希值。

哈希的算法有很多种，

md5

md5即message-digest algorithm 5（信息-摘要算法5），用于确保信息传输完整一致。是计算机广泛使用的杂凑算法之一（又译摘要算法、哈希算法），主流编程语言普遍已有md5实现。将数据（如汉字）运算为另一固定长度值，是杂凑算法的基础原理，md5的前身有md2、md3和md4。

sha1

安全哈希算法（secure hash algorithm）主要适用于数字签名标准 （digital signature standard dss）里面定义的数字签名算法（digital signature algorithm dsa）。对于长度小于2^64位的消息，sha1会产生一个160位的消息摘要。当接收到消息的时候，这个消息摘要可以用来验证数据的完整性。在传输的过程中，数据很可能会发生变化，那么这时候就会产生不同的消息摘要。 sha1有如下特性：不可以从消息摘要中复原信息；两个不同的消息不会产生同样的消息摘要,(但会有1x10 ^ 48分之一的机率出现相同的消息摘要,一般使用时忽略)。

bcrypt

bcrypt是专门为密码存储而设计的算法，基于blowfish加密算法变形而来，由niels provos和david mazières发表于1999年的usenix。　bcrypt最大的好处是有一个参数（work factor)，可用于调整计算强度，而且work factor是包括在输出的摘要中的。随着攻击者计算能力的提高，使用者可以逐步增大work factor，而且不会影响已有用户的登陆。　bcrypt经过了很多安全专家的仔细分析，使用在以安全著称的openbsd中，一般认为它比pbkdf2更能承受随着计算能力加强而带来的风险。bcrypt也有广泛的函数库支持，因此我们建议使用这种方式存储密码。

scrypt

scrypt不仅计算所需时间长，而且占用的内存也多，使得并行计算多个摘要异常困难，因此利用rainbow table进行暴力攻击更加困难。scrypt没有在生产环境中大规模应用，并且缺乏仔细的审察和广泛的函数库支持 。但是，scrypt在算法层面只要没有破绽，它的安全性应该高于pbkdf2和bcrypt。

目前，通过大量的审查，最安全的哈希算法是 bcrypt 。与 md5 和 sha1 不同， bcrypt 算法会自动加盐，来防止潜在的彩虹表攻击。 bcrypt 算法会花费大量的时间反复处理数据，来生成安全的哈希值。在这个过程中，处理数据的次数叫工作因子（work factor）。工作因子的值越高，破解密码哈希值的时间会成指数倍增长。

bcrypt 算法永不过时，如果计算机的运算速度变快了，我们只需要提高工作因子即可。

顺带说一下，任何情况下尽可能的不要使用 md5 算法，至少也要使用 sha 系列的哈希算法。因为md5算法以目前计算机的计算能力来说显得比较简单，而 md5 的性能优势现在也已经完全可以忽略不计了。

密码哈希api

上面我们说到 bcrypt 算法最安全，最适合对我们的密码进行哈希。 php 在 php5.5.0+ 的版本中提供了原生的密码哈希api供我们使用，这个密码哈希api默认使用的就是 bcrypt 哈希算法，从而大大简化了我们计算密码哈希值和验证密码的操作。

php原生密码哈希api

密码哈希函数：

• password_get_info
  返回指定的哈希值的相关信息
• password_hash
  创建密码的哈希（hash）
• password_needs_rehash
  检查给定的哈希是否与给定的选项匹配
• password_verify
  验证密码是否和哈希匹配

password_get_info

说明

array password_get_info ( string $hash )

参数

hash, 一个由 password_hash() 创建的散列值。

示例，

<?php
var_dump(password_get_info($hash));
// example
array(3) {
 ["algo"]=>
 int(1)
 ["algoname"]=>
 string(6) "bcrypt"
 ["options"]=>
 array(1) {
 ["cost"]=>
 int(10)
 }
}
?>

password_hash

说明

string password_hash ( string $password , integer $algo [, array $options ] )

password_hash() 使用足够强度的单向散列算法创建密码的哈希（hash）。 password_hash() 兼容 crypt()。 所以， crypt() 创建的密码哈希也可用于 password_hash()。

当前支持的算法：

• password_default
  使用 bcrypt 算法 (php 5.5.0 默认)。 注意，该常量会随着 php 加入更新更高强度的算法而改变。 所以，使用此常量生成结果的长度将在未来有变化。 因此，数据库里储存结果的列可超过60个字符（最好是255个字符）。
• password_bcrypt
  使用 crypt_blowfish 算法创建哈希。 这会产生兼容使用 “$2y$“ 的 crypt()。 结果将会是 60 个字符的字符串， 或者在失败时返回 false。

支持的选项：

• salt - 手动提供哈希密码的盐值（salt）。这将避免自动生成盐值（salt）。
  省略此值后，password_hash() 会为每个密码哈希自动生成随机的盐值。这种操作是有意的模式。
  warning 盐值（salt）选项从 php 7.0.0 开始被废弃（deprecated）了。 现在最好选择简单的使用默认产生的盐值。
• cost - 代表算法使用的 cost。crypt() 页面上有 cost 值的例子。
  省略时，默认值是 10。 这个 cost 是个不错的底线，但也许可以根据自己硬件的情况，加大这个值。

参数

• password, 用户的密码。
  使用 password_bcrypt 做算法，将使 password 参数最长为72个字符，超过会被截断。
• algo, 一个用来在散列密码时指示算法的密码算法常量。
• options, 一个包含有选项的关联数组。目前支持两个选项：
  salt，在散列密码时加的盐（干扰字符串），
  cost，用来指明算法递归的层数。这两个值的例子可在 crypt() 页面找到。
  省略后，将使用随机盐值与默认 cost。

示例

示例1，使用默认算法哈希密码

<?php
/**
 * 我们想要使用默认算法哈希密码
 * 当前是 bcrypt，并会产生 60 个字符的结果。
 *
 * 请注意，随时间推移，默认算法可能会有变化，
 * 所以需要储存的空间能够超过 60 字（255字不错）
 */
echo password_hash("rasmuslerdorf", password_default)."\n";
?>
// 输出类似于：
// $2y$10$.vga1o9wmrjrwavxd98hnogsnpdczlqm3jq7kned1rvagv3fykk1a

示例2，手动设置 cost

<?php
/**
 * 在这个案例里，我们为 bcrypt 增加 cost 到 12。
 * 注意，我们已经切换到了，将始终产生 60 个字符。
 */
$options = [
 'cost' => 12,
];
echo password_hash("rasmuslerdorf", password_bcrypt, $options)."\n";
?>
// 输出类似于：
// $2y$12$qjsh496pct5cebzjd/vtveh03tfhkfy36d4j0ltp3lrtee9hdxy3k

示例3，如何选择一个适合当前服务器的 cost

<?php
/**
 * 这个例子对服务器做了基准测试（benchmark），检测服务器能承受多高的 cost
 * 在不明显拖慢服务器的情况下可以设置最高的值
 * 8-10 是个不错的底线，在服务器够快的情况下，越高越好。
 * 以下代码目标为 ≤ 50 毫秒（milliseconds），
 * 适合系统处理交互登录。
 */
$timetarget = 0.05; // 50 毫秒（milliseconds）

$cost = 8;
do {
 $cost++;
 $start = microtime(true);
 password_hash("test", password_bcrypt, ["cost" => $cost]);
 $end = microtime(true);
} while (($end - $start) < $timetarget);

echo "appropriate cost found: " . $cost . "\n";
?>

输出类似于：

appropriate cost found: 10

password_needs_rehash

说明

boolean password_needs_rehash ( string $hash , integer $algo [, array $options ] )

参数

• hash, 一个由 password_hash() 创建的散列值。
• algo, 一个用来在散列密码时指示算法的密码算法常量。
• options, 一个包含有选项的关联数组。目前支持两个选项：
  salt，在散列密码时加的盐（干扰字符串），
  cost，用来指明算法递归的层数。这两个值的例子可在 crypt() 页面找到。
  

示例，

<?php
$password = 'rasmuslerdorf';
$hash = '$2y$10$ycfsg6elyca568hbi2pz0.3ldl5wjgxct1n8w/olr/jfhsiqwcqts';

// cost 参数可随硬件的提升也不断提升
$options = array('cost' => 11);

// 使用纯文本密码 验证存储的散列
if (password_verify($password, $hash)) {
 // 检查是否有更新的散列算法可用或 cost 是否已经改变
 if (password_needs_rehash($hash, password_default, $options)) {
  // 如果是，请创建一个新的哈希值，并替换旧的哈希值
  $newhash = password_hash($password, password_default, $options);
 }

 // 用户登录验证完成
 // ...
}
?>

password_verify

说明

boolean password_verify ( string $password , string $hash )

注意 password_hash() 返回的哈希包含了算法、 cost 和盐值。 因此，所有需要的信息都包含内。使得验证函数不需要储存额外盐值等信息即可验证哈希。

参数

• password, 用户的密码。
• hash, 一个由 password_hash() 创建的散列值。

示例，

<?php
// 想知道以下字符从哪里来，可参见 password_hash() 的例子
$hash = '$2y$07$bcryptrequires22chrcte/vlqh0pijtjxl.0t1xka8pw9dmxtpoq';

if (password_verify('rasmuslerdorf', $hash)) {
 echo 'password is valid!';
} else {
 echo 'invalid password.';
}
?>

以上例程会输出：

password is valid!

php5.50 之前的密码哈希 api

安东尼·费拉拉（php原生密码哈希 api的开发者）为php5.5.0 以下的版本也提供了 ircmaxell/password-compat组件（https://packagist.org/packages/ircmaxell/password-compat）。

这个组件也实现了php密码哈希api中的所有函数，

• password_get_info
• password_hash
• password_needs_rehash
• password_verify

我们可以直接使用 composer 把这个组件添加到我们的应用中就行了。例如，

composer require ircmaxell/password-compat

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对的支持。