Hashovanie reťazcov a hesiel

Proces hašovania (na rozdiel od šifrovania) vytvára zo vstupu výstup, z ktorého už nemožno odvodiť pôvodný reťazec.

Je preto vhodný na ochranu citlivých reťazcov, hesiel a kontrolných súčtov.

Ďalšou peknou vlastnosťou hašovacích funkcií je, že vždy generujú výstupy rovnakej dĺžky a malá zmena na vstupe vždy úplne zmení celý výstup.

Funkcie Hashing

V PHP existuje mnoho hash funkcií, dôležité sú:

• Bcrypt: password_hash() - Najbezpečnejšie hashovanie hesiel, výpočtovo pomalé, používa internú soľ a hashuje iteratívne.
• md5() - Veľmi rýchla funkcia vhodná na hashovanie súborov. Výstup je vždy 32 znakov.
• sha1() - Rýchla hash funkcia na hashovanie súborov, interne používaná systémom Git na hashovanie revízií. Výstup je vždy 40 znakov.

Hashing

$password = 'tajné heslo';

echo password_hash($password); // Bcrypt
echo md5($password);
echo sha1($password);

Varning: Ani md5(), ani sha1() nie sú vhodné na hashovanie hesiel, pretože je výpočtovo jednoduché zistiť pôvodné heslo alebo aspoň vopred vypočítať heslá. Oveľa lepšie je použiť bcrypt, ktorý bol vytvorený na hashovanie hesiel.

Webová stránka md5cracker.com má databázu kontrolných súm (hashov), skúste vyhľadať hash: 79c2b46ce2594ecbcb5b73e928345492, ako vidíte, takže čistý md5() nie je pre bežné slová a heslá až taký bezpečný.

Jediné správne riešenie: Bcrypt + soľ

V prednáške Ako si nepokaziť cieľovú rovinu sa David Grudl venoval spôsobom správneho hashovania a ukladania hesiel.

Jediné správne riešenie je: Bcrypt + soľ.

Konkrétne:

$password = 'hash';

// Generuje bezpečný hash
echo password_hash($password, PASSWORD_BCRYPT);

// Alternatívne s vyššou zložitosťou (predvolená hodnota je 10):
echo password_hash($password, PASSWORD_BCRYPT, ['náklady' => 12]);

Výhodou systému Bcryp je najmä jeho rýchlosť a automatické solenie.

Skutočnosť, že generovanie trvá dlho, napríklad 100 ms, spôsobuje, že pre útočníka je testovanie mnohých hesiel veľmi nákladné.

Okrem toho sa výstupný hash automaticky spracúva pomocou náhodnej soli, čo znamená, že pri opakovanom hashovaní rovnakého hesla je výstupom vždy iný hash. Útočník preto nebude môcť použiť vopred vypočítanú hašovaciu tabuľku.

Preto nebudeme môcť overiť správnosť hesla opakovaným hashovaním, ale budeme musieť zavolať špecializovanú funkciu:

if (password_verify($password, $hash)) {
    // Heslo je správne
} else {
    // Heslo je nesprávne
}

Solenie hesiel

Na sťaženie prelomenia hash je dobré vložiť do pôvodného vstupu nejaký ďalší reťazec. Ideálne náhodný. Tento proces sa nazýva solenie hesla.

Zabezpečenie je založené na myšlienke, že útočník nebude môcť použiť vopred vypočítanú tabuľku hesiel a hashov, pretože nebude poznať soľ a bude musieť heslá prelomiť jednotlivo.

Napríklad:

$password = 'secret_passport';
$salt = 'fghjgtzjhg';

$hash = md5($password . $salt);

echo $password; // vypíše pôvodné heslo
echo $hash;     // vypíše hash hesla vrátane soli

Zložené hash funkcie

Možno si myslíte, že by bolo dobré vykonať hashovaciu funkciu opakovane, čím sa zvýši zložitosť jej prelomenia, pretože pôvodné heslo bude potrebné hashovať opakovane.

Napríklad:

$password = 'heslo';

for ($i = 0; $i <= 1000; $i++) {
    $password = md5($password);
}

echo $password; // 1000x zahashované cez md5()

Paradoxne, náročnosť prelomenia sa znižuje alebo zostáva takmer rovnaká.

Dôvodom je, že funkcia md5() je extrémne rýchla a na bežnom počítači dokáže vypočítať viac ako milión hashov za sekundu, takže postupné skúšanie hesiel sa veľmi nespomalí.

Druhý dôvod je skôr teoretický, a to možnosť, že dôjde k tzv. kolízii. Ak heslo hashujeme opakovane, môže sa stať, že časom narazíme na hash, ktorý útočník už pozná, a to mu umožní hashovať heslo pomocou databázy.

Preto je lepšie použiť pomalú bezpečnú hašovaciu funkciu a vykonať hašovanie iba raz, pričom konečný výstup sa stále ošetruje solením.

Extrémne bezpečné porovnanie dvoch hashov/reťazcov

Vedeli ste, že operátor === nie je najbezpečnejšou voľbou pre porovnávanie hash pri overovaní hesiel?

Pri porovnávaní reťazcov sa oba reťazce prechádzajú znak po znaku, až kým sa nedosiahne koniec (úspech, sú rovnaké) alebo sa nezistí rozdiel (reťazce sú rozdielne).

A to sa dá využiť pri útoku. Ak meriate čas dostatočne presne, môžete odhadnúť, koľko znakov ešte zostáva pridať, aby ste dosiahli presnú zhodu a dosiahli koniec, alebo môžete pri porovnávaní reťazcov odhadnúť, ako ďaleko sa reťazce dostali.

Riešením je použitie funkcie hash_equals() všade tam, kde sa porovnávajú reťazce, pričom by záležalo na tom, či by útočník mohol zistiť pozíciu, kde porovnanie zlyhalo.

A ako to funkcia robí? Zabezpečuje, aby porovnanie ľubovoľných 2 reťazcov trvalo vždy rovnako dlho, takže meraním času nemôžete zistiť, kde vznikol rozdiel. Niektoré typy útokov považujem za naozaj veľmi nepravdepodobné a ťažko realizovateľné. Toto je jeden z nich.

Jan Barášek   Více o autorovi

Autor článku pracuje jako seniorní vývojář a software architekt v Praze. Navrhuje a spravuje velké webové aplikace, které znáte a používáte. Od roku 2009 nabral bohaté zkušenosti, které tímto webem předává dál.

Rád vám pomůžu:

Kontakt