程序员必备基础：如何安全传输存储用户密码？

前言

咱们开发网站或者APP的时候，首先要解决的问题，就是「如何安全传输和存储用户的密码」。一些大公司的用户数据库泄露事件也时有发生，带来很是大的负面影响。所以，如何安全传输存储用户密码，是每位程序员必备的基础。本文将跟你们一块儿学习，如何安全传输存储用户的密码。

公众号：「捡田螺的小男孩」（一块儿讨论密码传输存储问题）

1. 如何安全地传输用户的密码

要拒绝用户密码在网络上裸奔，咱们很容易就想到使用https协议，那先来回顾下https相关知识吧~

1.1 https 协议

• 「http的三大风险」

为何要使用https协议呢？「http它不香」吗? 由于http是明文信息传输的。若是在茫茫的网络海洋，使用http协议，有如下三大风险：

❝

• 窃听/嗅探风险：第三方能够截获通讯数据。
• 数据篡改风险：第三方获取到通讯数据后，会进行恶意修改。
• 身份伪造风险：第三方能够冒充他人身份参与通讯。

❞

若是传输不重要的信息还好，可是传输用户密码这些敏感信息，那可不得了。因此通常都要使用「https协议」传输用户密码信息。

• 「https 原理」

https原理是什么呢？为何它能解决http的三大风险呢？

❝

https = http + SSL/TLS, SSL/TLS 是传输层加密协议，它提供内容加密、身份认证、数据完整性校验，以解决数据传输的安全性问题。

❞

为了加深https原理的理解，咱们一块儿复习一下「一次完整https的请求流程」吧~

❝

• 1. 客户端发起https请求
• 2. 服务器必需要有一套数字证书，能够本身制做，也能够向权威机构申请。这套证书其实就是一对公私钥。
• 3. 服务器将本身的数字证书（含有公钥、证书的颁发机构等）发送给客户端。
• 4. 客户端收到服务器端的数字证书以后，会对其进行验证，主要验证公钥是否有效，好比颁发机构，过时时间等等。若是不经过，则弹出警告框。若是证书没问题，则生成一个密钥（对称加密算法的密钥，实际上是一个随机值），而且用证书的公钥对这个随机值加密。
• 5. 客户端会发起https中的第二个请求，将加密以后的客户端密钥(随机值)发送给服务器。
• 6. 服务器接收到客户端发来的密钥以后，会用本身的私钥对其进行非对称解密，解密以后获得客户端密钥，而后用客户端密钥对返回数据进行对称加密，这样数据就变成了密文。
• 7. 服务器将加密后的密文返回给客户端。
• 8. 客户端收到服务器发返回的密文，用本身的密钥（客户端密钥）对其进行对称解密，获得服务器返回的数据。

❞

• 「https必定安全吗？」

https的数据传输过程，数据都是密文的，那么，使用了https协议传输密码信息，必定是安全的吗？其实「否则」~

❝

• 好比，https 彻底就是创建在证书可信的基础上的呢。可是若是遇到中间人伪造证书，一旦客户端经过验证，安全性顿时就没了哦！平时各类钓鱼不可描述的网站，极可能就是黑客在诱导用户安装它们的伪造证书！
• 经过伪造证书，https也是可能被抓包的哦。

❞

1.2 对称加密算法

既然使用了https协议传输用户密码，仍是「不必定安全」，那么，咱们就给用户密码「加密再传输」呗~

加密算法有「对称加密」和「非对称加密」两大类。用哪一种类型的加密算法「靠谱」呢？

❝

对称加密：加密和解密使用「相同密钥」的加密算法。

❞

经常使用的对称加密算法主要有如下几种哈：

若是使用对称加密算法，须要考虑「密钥如何给到对方」，若是密钥仍是网络传输给对方，传输过程，被中间人拿到的话，也是有风险的哦。

1.3 非对称加密算法

再考虑一下非对称加密算法呢？

❝

「非对称加密：」 非对称加密算法须要两个密钥（公开密钥和私有密钥）。公钥与私钥是成对存在的，若是用公钥对数据进行加密，只有对应的私钥才能解密。

❞

经常使用的非对称加密算法主要有如下几种哈：

❝

若是使用非对称加密算法，也须要考虑「密钥公钥如何给到对方」，若是公钥仍是网络传输给对方，传输过程，被中间人拿到的话，会有什么问题呢？「他们是否是能够伪造公钥，把伪造的公钥给客户端，而后，用本身的私钥等公钥加密的数据过来？」 你们能够思考下这个问题哈~

❞

咱们直接「登陆一下百度」，抓下接口请求，验证一发大厂是怎么加密的。能够发现有获取公钥接口，以下:

再看下登陆接口，发现就是RSA算法，RSA就是「非对称加密算法」。其实百度前端是用了JavaScript库「jsencrypt」，在github的star还挺多的。

所以，咱们能够用「https + 非对称加密算法（如RSA）」 传输用户密码~

2. 如何安全地存储你的密码？

假设密码已经安全到达服务端啦，那么，如何存储用户的密码呢？必定不能明文存储密码到数据库哦！能够用「哈希摘要算法加密密码」，再保存到数据库。

❝

哈希摘要算法： 只能从明文生成一个对应的哈希值，不能反过来根据哈希值获得对应的明文。

❞

2.1 MD5摘要算法保护你的密码

MD5 是一种很是经典的哈希摘要算法，被普遍应用于数据完整性校验、数据（消息）摘要、数据加密等。可是仅仅使用 MD5 对密码进行摘要，并不安全。咱们看个例子，以下：

public class MD5Test {
    public static void main(String[] args) {
        String password = "abc123456";
        System.out.println(DigestUtils.md5Hex(password));
    }
}

运行结果：

0659c7992e268962384eb17fafe88364

在MD5免费破解网站一输入，立刻就能够看到原密码了。。。

试想一下，若是黑客构建一个超大的数据库，把全部20位数字之内的数字和字母组合的密码所有计算MD5哈希值出来，而且把密码和它们对应的哈希值存到里面去（这就是「彩虹表」）。在破解密码的时候，只须要查一下这个彩虹表就完事了。因此「单单MD5对密码取哈希值存储」，已经不安全啦~

2.2 MD5+盐摘要算法保护用户的密码

那么，为何不试一下MD5+盐呢？什么是「加盐」？

❝

在密码学中，是指经过在密码任意固定位置插入特定的字符串，让散列后的结果和使用原始密码的散列结果不相符，这种过程称之为“加盐”。

❞

用户密码+盐以后，进行哈希散列，再保存到数据库。这样能够有效应对彩虹表破解法。可是呢，使用加盐，须要注意一下几点：

❝

• 不能在代码中写死盐，且盐须要有必定的长度（盐写死太简单的话，黑客可能注册几个帐号反推出来）
• 每个密码都有独立的盐，而且盐要长一点，好比超过 20 位。(盐过短，加上原始密码过短，容易破解)
• 最好是随机的值，而且是全球惟一的，意味着全球不可能有现成的彩虹表给你用。

❞

2.3 提高密码存储安全的利器登场，Bcrypt

即便是加了盐，密码仍有可能被暴力破解。所以，咱们能够采起更「慢一点」的算法，让黑客破解密码付出更大的代价，甚至迫使他们放弃。提高密码存储安全的利器~Bcrypt，能够闪亮登场啦。

❝

实际上，Spring Security 已经废弃了 MessageDigestPasswordEncoder，推荐使用BCryptPasswordEncoder，也就是BCrypt来进行密码哈希。BCrypt 生而为保存密码设计的算法，相比 MD5 要慢不少。

❞

看个例子对比一下吧：

public class BCryptTest {

    public static void main(String[] args) {
        String password = "123456";
        long md5Begin = System.currentTimeMillis();
        DigestUtils.md5Hex(password);
        long md5End = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("md5 time:"+(md5End - md5Begin));
        long bcrytBegin = System.currentTimeMillis();
        BCrypt.hashpw(password, BCrypt.gensalt(10));
        long bcrytEnd = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("bcrypt Time:" + (bcrytEnd- bcrytBegin));
    }
}

运行结果：

md5 time:47
bcrypt Time:1597

粗略对比发现，BCrypt比MD5慢几十倍，黑客想暴力破解的话，就须要花费几十倍的代价。所以通常状况，建议使用Bcrypt来存储用户的密码

3. 总结

• 所以，通常使用https 协议 + 非对称加密算法（如RSA）来传输用户密码，为了更加安全，能够在前端构造一下随机因子哦。
• 使用BCrypt + 盐存储用户密码。
• 在感知到暴力破解危害的时候， 「开启短信验证、图形验证码、帐号暂时锁定」等防护机制来抵御暴力破解。

参考与感谢

• 如何正确保存和传输敏感数据？ ^[1]
• 如何加密传输和存储用户密码 ^[2]

公众号

• 公众号： 「捡田螺的小男孩」
• github地址：https://github.com/whx123/JavaHome

Reference

[1]

如何正确保存和传输敏感数据？: https://time.geekbang.org/column/article/239150

[2]

如何加密传输和存储用户密码: https://juejin.cn/post/6844903604944371726#heading-8