Haszowanie haseł jest fundamentalnym aspektem zabezpieczania haseł, przekształcając krajobraz przechowywania haseł z postaci zwykłego tekstu na zaszyfrowane hasze. Ten artykuł bada ewolucję haszowania haseł, od wczesnych algorytmów takich jak MD5 i SHA-1 do bardziej bezpiecznych metod zalecanych dziś, kończąc na znaczeniu używania losowych haseł dla każdej strony internetowej.
Zrozumienie Haszowania
Zanim zagłębimy się w historię i ewolucję haszowania haseł, ważne jest, aby zrozumieć, czym jest haszowanie. Funkcje haszujące, metody które wykonują haszowanie, są zaprojektowane tak, aby przyjmować dowolny ciąg danych, czyli "wejście", i produkować ciąg bajtów o stałej długości, znany zwykle jako "hash". Ten proces ma kilka kluczowych cech, które sprawiają, że jest szczególnie przydatny do celów bezpieczeństwa.
Jedną z kluczowych cech funkcji haszujących jest ich wrażliwość na zmiany wejścia. Jest to znane jako efekt lawinowy. Nawet drobna zmiana w wejściu - na przykład zmiana jednego znaku w haśle - spowoduje wygenerowanie zupełnie innego hasza. Na przykład, hasze dla ciągów "password1" i "password2" będą wyglądały zupełnie inaczej, mimo że jedyną różnicą między dwoma wejściami jest ostatni znak. Ta cecha jest witalna dla zachowania integralności danych, ponieważ sprawia, że prawie niemożliwe jest wywnioskowanie oryginalnego wejścia na podstawie samego hasza.
Co więcej, funkcje haszujące są funkcjami jednokierunkowymi. Oznacza to, że są zaprojektowane tak, aby odwrócenie ich było obliczeniowo niemożliwe. Wyjście (hash) nie zawiera szczegółowych informacji o wejściu, które pozwoliłyby komuś na odtworzenie oryginalnych danych bez nadzwyczajnego wysiłku obliczeniowego. Jedynym wykonalnym sposobem "odwrócenia" hasha jest metoda zwana brute-forcingiem, w której każda możliwa kombinacja oryginalnych danych jest ponownie haszowana do momentu, kiedy znaleziony zostanie pasujący hash.
Wczesne Dni: MD5 i SHA-1
We wczesnych dniach cyfrowego bezpieczeństwa, MD5 (Message-Digest Algorithm 5) i SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1) były powszechnie używane do haszowania haseł. Opracowane na początku lat 90., te algorytmy konwertowały hasła w postaci zwykłego tekstu na hasze o stałej wielkości. Pomimo ich początkowego bezpieczeństwa, podatności takie jak wrażliwość na ataki kolizyjne wkrótce uczyniły je przestarzałymi w bezpiecznych aplikacjach.
Funkcje Wyprowadzania Kluczy na Bazie Haseł (PBKDFs)
Podczas gdy funkcje haszujące są zaprojektowane w taki sposób, aby były szybkie i wydajne, ta cecha może być szkodliwa, jeśli chodzi o bezpieczeństwo haseł, ponieważ ułatwia to ataki brute-force. Funkcje wyprowadzania kluczy na bazie haseł (PBKDFs), takie jak PBKDF2, bcrypt i scrypt, są zaprojektowane, aby przeciwdziałać tym atakom poprzez włączenie soli (aby bronić się przed atakami typu rainbow table) i stosowanie techniki zwanej rozciąganiem klucza. Rozciąganie klucza celowo spowalnia proces haszowania, co może znacząco utrudnić próby nieautoryzowanego dostępu.
Ewolucja w Kierunku Bezpieczniejszego Haszowania
W miarę jak cyberbezpieczeństwo rozwijało się, niedostatki wczesnych algorytmów haszujących, takich jak MD5 i SHA-1, stawały się bardziej widoczne, co doprowadziło do rozwoju algorytmów specjalnie zaprojektowanych do zabezpieczania haseł, takich jak bcrypt, scrypt i Argon2 lub tak zwane Funkcje Wyprowadzania Kluczy na Bazie Haseł (PBKDFs).
Rekomendacje OWASP
Według OWASP, zalecanymi algorytmami do haszowania haseł są bcrypt, scrypt i Argon2. Są one preferowane ze względu na ich solidną obronę przed atakami brute-force i wbudowane mechanizmy soli i rozciągania klucza.
bcrypt
bcrypt jest funkcją haszowania haseł pochodzącą z szyfru Blowfish. Włącza sól, aby chronić przed atakami typu rainbow table i używa parametru kosztu, aby zwiększyć czas obliczeniowy (a tym samym trudność) generowania hasza. Ten współczynnik kosztu jest dostosowalny, umożliwiając skalowanie algorytmu wraz z ulepszeniami sprzętu.
Kluczowe Parametry:
- Współczynnik kosztu: Kontroluje liczbę rund rozszerzania klucza; wyższe wartości zwiększają bezpieczeństwo, ale także spowalniają proces haszowania.
OWASP zaleca użycie współczynnika kosztu 10 lub więcej z limitem hasła wynoszącym 72 bajty.
scrypt
scrypt jest zaprojektowany tak, aby był zarówno intensywny pod względem pamięci, jak i czasu, aby przeciwdziałać atakom na dużą skalę przy użyciu specjalistycznego sprzętu. Może być skonfigurowany, aby wymagać określonej ilości pamięci, i również zawiera sól oraz liczbę iteracji, podobnie jak PBKDF2.
Kluczowe Parametry:
- N (koszt CPU/pamięci): Określa liczbę iteracji, co bezpośrednio wpływa na użycie pamięci i procesora.
- r (rozmiar bloku): Dostosowuje rozmiar bloku, wpływając na użycie pamięci i czas mieszania.
- p (parametr równoległości): Określa liczbę równoległych wątków, które mogą być uruchomione; używany do dostosowania algorytmu do liczby rdzeni.
OWASP zaleca użycie minimalnego kosztu CPU/pamięci wynoszącego (2^17), minimalnego rozmiaru bloku 8 (1024 bajty) i parametru równoległości 1.
Argon2
Argon2, zwycięzca konkursu Password Hashing Competition w 2015 roku, występuje w dwóch odmianach: Argon2d i Argon2i. Argon2d jest zoptymalizowany dla środowisk, gdzie zagrożenie atakami durch-bocznych kanałów jest niskie, podczas gdy Argon2i jest zoptymalizowany, aby przeciwdziałać takim atakom. Włącza także kluczowe cechy zarówno bcrypt, jak i scrypt.
Kluczowe Parametry:
- Koszt pamięci: Określa ilość pamięci używanej podczas procesu haszowania.
- Koszt czasowy: Określa ilość przeprowadzonych obliczeń i wpływa na czas haszowania.
- Równoległość: Definiuje liczbę wątków używanych podczas procesu haszowania.
OWASP zaleca użycie Argon2id z minimalną konfiguracją 19 MiB pamięci, liczbą iteracji 2 i 1 stopień równoległości.
Biorąc pod uwagę ewoluującą naturę zagrożeń bezpieczeństwa i prewencji, kluczowe jest pozostawanie na bieżąco z najnowszymi praktykami w zakresie bezpieczeństwa haseł. Aby uzyskać najbardziej aktualne i kompleksowe zalecenia, proszę odwiedzić OWASP Password Storage Cheat Sheet na oficjalnej stronie OWASP. Upewnij się, że regularnie przeglądasz te wytyczne, aby być zgodny z najlepszymi praktykami w cyberbezpieczeństwie.
Znaczenie Losowych Haseł
Podczas gdy stosowanie nowoczesnych algorytmów haszujących jest kluczowe, sposób, w jaki hasła są tworzone i zarządzane, również odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu bezpieczeństwa. Losowe hasła dla każdej strony internetowej są istotne z kilku powodów:
- Systemy Legacy: Wiele stron internetowych nadal używa przestarzałych algorytmów haszujących lub, co gorsza, przechowuje hasła w postaci zwykłego tekstu. Te praktyki pozostawiają dane użytkowników niezwykle podatne na kradzież i nadużycia.
- Bezpieczeństwo Między Stronami: Jeśli jedna strona o słabym bezpieczeństwie zostanie skompromitowana, unikalne hasła zapewniają, że inne konta pozostaną bezpieczne.
- Ataki Automatyczne: Stosowanie złożonych, unikalnych haseł zmniejsza ryzyko padnięcia ofiarą ataków automatycznych, które wykorzystują powszechne hasła i znane słabości haszowania.
Konkluzja
Od MD5 i SHA-1 do nowoczesnych algorytmów takich jak bcrypt i Argon2, haszowanie haseł przeszło znaczące przemiany. W miarę jak zagrożenia cybernetyczne ewoluują, przyjęcie nowoczesnych algorytmów haszujących i zapewnienie użycia losowych, unikalnych haseł dla każdej strony internetowej są niezbędnymi praktykami w celu zabezpieczenia bezpieczeństwa online. Te strategie nie tylko zapobiegają kompromitacji poszczególnych kont, ale również wzmacniają ogólną postawę bezpieczeństwa wobec coraz bardziej wyrafinowanych ataków.
