2014/06/11

Just a Note:StandardPasswordEncoder 解析

StandardPasswordEncoder 是 Spring Security 提供的 class,僅有兩個 method:encode 和 matches,分別用來對密碼進行編碼及驗證。

StandardPasswordEncoder(CharSequence secret)
String encode(CharSequence rawPassword)
boolean matches(CharSequence rawPassword,String encodedPassword)

編碼的演算法基本上為 Hash,但並非單純的 Hash,其因子有三:
1. Secret:透過 Constructor 傳入,用來和 Raw Password 一起進行 Hash 的資料,通常為有意義的唯一值,例如帳號,以避免不同帳號、相同密碼產生出一模一樣的 Hash 值。
2. Raw Password:密碼明碼。
3. Salt:為一亂數,用來強化密碼編碼。

編碼的基本流程:
0. 使用者註冊時,輸入帳號、密碼。
1. 根據帳號 (Secret) new 出一個 StandardPasswordEncoder 物件。
2. 呼叫 encode,傳入密碼 (Raw Password)。
 (1) 產生 n byte 的 Salt。StandardPasswordEncoder 中會產生 8 bytes 的亂數。同一系統中,Salt 的長度需相同,除非連長度都當作產生 Hash 的因子保存下來。
 (2) 將 (1) 產生的 Salt、1. 傳入的 Secret、2. 傳入的 Raw Password 組合起來一起進行 Hash 運算,產生 Hash。StandardPasswordEncoder 採用 SHA-256 演算法,並針對資料進行 1024 次 Hash 運算。
 (3) 取得 Salt+ Hash (Encoded Password),存入資料庫。

步驟 2. (1) 加入了未知長度、且每次隨機產生的 Salt,即使使用相同帳號 (Secret)、相同密碼 (Raw Password),每次編碼出來的結果也不會相同;
步驟 2. (2) 進行了多次 Hash 演算,最後的結果就不會是以單純的 ASCII 字元產生出的 Hash,而是值域更廣 binary data,可以增加暴力破解的難度。

驗證的基本流程:
0. 使用者登入時,輸入帳號、密碼。
1. 根據帳號 (Secret) new 出一個 StandardPasswordEncoder 物件。
2. 呼叫 matches,傳入密碼 (Raw Password) 和從資料庫取得的 Encoded Password。
 (1) 從 Encoded Password 中取出 Salt 和 Hash。
 (2) 將 (1) 取得的 Salt、1. 傳入的 Secret、2. 傳入的 Raw Password 組合起來一起進行 Hash 運算,產生 Hash'。
 (3) 比對 (2) 產生的 Hash' 和 (1) 取得的 Hash 是否相等。相等則代表密碼驗證成功。


原則上透過 StandardPasswordEncoder 的 encode 出來的結果已經很難透過暴力破解取得使用者密碼了,不過也可以再進一步調整部分編碼的參數,例如:
1. Salt 的長度。
2. Hash 時 Salt、Secret、Raw Password 排列組合。
3. Hash 的演算法和次數。
4. Salt、Hash 的排列組合。
只要在 encode 和 matches 中使用相同的因子,便可以自訂出獨有的密碼編碼機制來強化密碼的保護。

如此一來,即便有內部人員可以直接存取資料庫,也無法取得使用者的密碼。

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