Przedmowa

Zaczynając od definicji tabeli:

- UserID
- Fname
- Lname
- Email
- Password
- IV

Oto zmiany:

1. pola Fname, Lname i Email będą szyfrowane za pomocą szyfru symetrycznego, dostarczonego przez OpenSSL ,
2. pole IV będzie przechowywać wektor inicjalizacji używany do szyfrowania. Wymagania dotyczące pamięci zależą od zastosowanego szyfru i trybu; więcej o tym później.
3. pole Password zostanie zahaszowane za pomocą jednokierunkowej hash hasła,

Szyfrowanie

Szyfr i tryb

Wybór najlepszego szyfru i trybu szyfrowania jest poza zakresem tej odpowiedzi, ale ostateczny wybór wpływa na rozmiar zarówno klucza szyfrowania, jak i wektora inicjalizacji; w tym poście będziemy używać AES-256-CBC, który ma stały rozmiar bloku 16 bajtów i rozmiar klucza 16, 24 lub 32 bajtów.

Klucz szyfrujący

Dobry klucz szyfrujący to binarny blob to jest generowane z niezawodnego generatora liczb losowych. Zaleca się następujący przykład (>=5.3):

$key_size = 32; // 256 bits
$encryption_key = openssl_random_pseudo_bytes($key_size, $strong);
// $strong will be true if the key is crypto safe

Można to zrobić raz lub wiele razy (jeśli chcesz utworzyć łańcuch kluczy szyfrujących). Trzymaj to tak prywatnie, jak to tylko możliwe.

IV

Wektor inicjalizacji dodaje losowość do szyfrowania i jest wymagany dla trybu CBC. Wartości te powinny być idealnie użyte tylko raz( technicznie raz na klucz szyfrowania), więc aktualizacja do dowolnej części rząd powinien go regenerować.

Dostępna jest funkcja, która pomoże Ci wygenerować IV:

$iv_size = 16; // 128 bits
$iv = openssl_random_pseudo_bytes($iv_size, $strong);

Przykład

Zaszyfrujmy pole nazwa, używając wcześniejszych $encryption_key i $iv; aby to zrobić, musimy umieścić nasze dane do rozmiaru bloku:

function pkcs7_pad($data, $size)
{
    $length = $size - strlen($data) % $size;
    return $data . str_repeat(chr($length), $length);
}

$name = 'Jack';
$enc_name = openssl_encrypt(
    pkcs7_pad($name, 16), // padded data
    'AES-256-CBC',        // cipher and mode
    $encryption_key,      // secret key
    0,                    // options (not used)
    $iv                   // initialisation vector
);

Wymagania dotyczące przechowywania

Zaszyfrowane wyjście, podobnie jak IV, jest binarne; przechowywanie tych wartości w bazie danych może być wykonane za pomocą wyznaczonych typów kolumn, takich jak BINARY lub VARBINARY.

Wyjście wartość, podobnie jak IV, jest binarna. aby zapisać te wartości w MySQL, rozważ użycie BINARY lub VARBINARY kolumny. Jeśli nie jest to opcja, można również przekonwertować dane binarne na reprezentację tekstową za pomocą base64_encode() lub bin2hex(), wymaga to od 33% do 100% więcej miejsca na dysku.

Deszyfrowanie

Odszyfrowywanie przechowywanych wartości jest podobne:

function pkcs7_unpad($data)
{
    return substr($data, 0, -ord($data[strlen($data) - 1]));
}

$row = $result->fetch(PDO::FETCH_ASSOC); // read from database result
// $enc_name = base64_decode($row['Name']);
// $enc_name = hex2bin($row['Name']);
$enc_name = $row['Name'];
// $iv = base64_decode($row['IV']);
// $iv = hex2bin($row['IV']);
$iv = $row['IV'];

$name = pkcs7_unpad(openssl_decrypt(
    $enc_name,
    'AES-256-CBC',
    $encryption_key,
    0,
    $iv
));

Uwierzytelnione szyfrowanie

Możesz jeszcze bardziej poprawić integralność wygenerowany zaszyfrowany tekst poprzez dołączenie podpisu wygenerowanego z tajnego klucza (innego niż klucz szyfrowania) i zaszyfrowanego tekstu. Zanim zaszyfrowany tekst zostanie odszyfrowany, podpis jest najpierw sprawdzany(najlepiej metodą porównywania w czasie stałym).

Przykład

// generate once, keep safe
$auth_key = openssl_random_pseudo_bytes(32, $strong);

// authentication
$auth = hash_hmac('sha256', $enc_name, $auth_key, true);
$auth_enc_name = $auth . $enc_name;

// verification
$auth = substr($auth_enc_name, 0, 32);
$enc_name = substr($auth_enc_name, 32);
$actual_auth = hash_hmac('sha256', $enc_name, $auth_key, true);

if (hash_equals($auth, $actual_auth)) {
    // perform decryption
}

Zobacz: hash_equals()

Hashowanie

Przechowywanie hasła odwracalnego w bazie danych musi być unikane w jak największym stopniu; chcesz tylko zweryfikować hasło, a nie znając jego zawartość. Jeśli użytkownik straci swoje hasło, lepiej pozwolić mu je zresetować, niż wysłać mu swoje oryginalne (upewnij się, że Resetowanie hasła może być wykonane tylko przez ograniczony czas).

Stosowanie funkcji hash jest operacją jednokierunkową; następnie można ją bezpiecznie wykorzystać do weryfikacji bez ujawniania oryginalnych danych; w przypadku haseł metoda brute force jest wykonalnym podejściem do odkrycia jej ze względu na stosunkowo krótką długość i słabe wybory haseł wielu osób.

Algorytmy haszujące, takie jak MD5 lub SHA1, zostały stworzone w celu weryfikacji zawartości pliku pod znaną wartością haszu. Są one znacznie zoptymalizowane, aby ta weryfikacja była tak szybka, jak to możliwe, a jednocześnie dokładna. Ze względu na stosunkowo ograniczoną przestrzeń wyjściową łatwo było zbudować bazę danych ze znanymi hashami i ich odpowiednimi hashami, tabelami tęczowymi.

Dodanie soli do hasła przed hashowaniem uczyniłoby tęczową tabelę bezużyteczną, ale najnowszy sprzęt postępy sprawiły, że poszukiwania brute force stały się realnym podejściem. Dlatego potrzebujesz algorytmu haszującego, który jest celowo powolny i po prostu niemożliwy do zoptymalizowania. Powinien również być w stanie zwiększyć obciążenie szybszego sprzętu bez wpływu na możliwość weryfikacji istniejących hashów haseł, aby było to przyszłościowe.

Obecnie dostępne są dwa popularne opcje:

1. PBKDF2 (Password Based Key Derivation Function v2)
2. bcrypt (aka Blowfish)

Ta odpowiedź użyje przykładu z bcrypt.

Pokolenie

Hash hasła można wygenerować w następujący sposób:

$password = 'my password';
$random = openssl_random_pseudo_bytes(18);
$salt = sprintf('$2y$%02d$%s',
    13, // 2^n cost factor
    substr(strtr(base64_encode($random), '+', '.'), 0, 22)
);

$hash = crypt($password, $salt);

Sól powstaje z openssl_random_pseudo_bytes() aby utworzyć losowy blob danych, które są następnie uruchamiane przez base64_encode() i strtr(), aby dopasować wymagany alfabet [A-Za-z0-9/.].

The crypt() funkcja wykonuje hashowanie w oparciu o algorytm ($2y$ Dla Blowfish), współczynnik kosztu (współczynnik 13 trwa około 0,40 s na maszynie 3GHz) i sól 22 znaków.

Walidacja

Po pobraniu wiersza zawierającego informacje o użytkowniku, walidujesz hasło w ten sposób:

$given_password = $_POST['password']; // the submitted password
$db_hash = $row['Password']; // field with the password hash

$given_hash = crypt($given_password, $db_hash);

if (isEqual($given_hash, $db_hash)) {
    // user password verified
}

// constant time string compare
function isEqual($str1, $str2)
{
    $n1 = strlen($str1);
    if (strlen($str2) != $n1) {
        return false;
    }
    for ($i = 0, $diff = 0; $i != $n1; ++$i) {
        $diff |= ord($str1[$i]) ^ ord($str2[$i]);
    }
    return !$diff;
}

Aby zweryfikować hasło, wywołujesz crypt() ponownie, ale przekazujesz wcześniej obliczony hash jako wartość salt. Zwracana wartość daje ten sam hash, jeśli podane hasło jest zgodne z Hashem. Aby zweryfikować hash, często zaleca się stosowanie stałego czasu funkcja porównywania, aby uniknąć ataków czasowych.

Hashowanie haseł za pomocą PHP 5.5

PHP 5.5 wprowadził funkcje hashowania haseł , których można użyć do uproszczenia powyższej metody hashowania:

$hash = password_hash($password, PASSWORD_BCRYPT, ['cost' => 13]);

I sprawdzanie:

if (password_verify($given_password, $db_hash)) {
    // password valid
}

Zobacz: password_hash(), password_verify()