Lösenordshashning är en grundläggande aspekt av att säkra lösenord, och omvandlar lösenordshantering från att lagra lösenord i klartext till krypterade hashar. Denna artikel utforskar utvecklingen av lösenordshashning, från tidiga algoritmer som MD5 och SHA-1 till de säkrare metoderna som rekommenderas idag, och avslutar med vikten av att använda slumpmässiga lösenord för varje webbplats.
Förstå Hashning
Innan vi dyker djupare in i historien och utvecklingen av lösenordshashning är det viktigt att förstå vad hashning är. Hashfunktioner, metoderna som utför hashningen, är designade för att ta vilken sträng av data som helst, eller "inmatning," och producera en sträng av bytes med fast storlek, vanligtvis känd som en "hash." Denna process har flera nyckelfunktioner som gör den särskilt användbar för säkerhetsändamål.
En viktig egenskap hos hashfunktioner är deras känslighet för förändringar i inmatningen. Detta kallas lavin-effekten. Även en liten förändring i inmatningen – som att ändra en enda bokstav i ett lösenord – kommer att producera en helt annan hash. Till exempel kommer hashvärdena för strängarna "password1" och "password2" att se helt olika ut, även om den enda skillnaden mellan de två inmatningarna är den sista bokstaven. Denna egenskap är avgörande för att upprätthålla dataintegritet, eftersom det gör det nästan omöjligt att dra slutsatser om den ursprungliga inmatningen från hashen ensam.
Dessutom är hashfunktioner envegsfunktioner. Detta betyder att de är designade att vara beräkningsmässigt omöjliga att reversera. Utmatningen (hashen) behåller inga specifika detaljer om inmatningen som skulle tillåta någon att rekonstruera de ursprungliga data utan extraordinär beräkningsförmåga. Det enda genomförbara sättet att "reversera" en hash är genom en metod som kallas brute-forcing, där varje möjlig kombination av de ursprungliga data hashats igen till en matchande hash hittas.
Tidiga Dagar: MD5 och SHA-1
Under digital säkerhets tidiga dagar användes MD5 (Message-Digest Algorithm 5) och SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1) i stor utsträckning för lösenordshashning. Dessa algoritmer, som utvecklades under tidigt 90-tal, omvandlade lösenord i klartext till hashvärden med fast storlek. Trots deras initiala säkerhet gjorde sårbarheter som känslighet för kollisioner dem snart olämpliga för säkra applikationer.
Lösenordsbaserade Nyckelavledningsfunktioner (PBKDFs)
Medan hashfunktioner är designade att vara snabba och effektiva, kan denna egenskap vara skadlig när det gäller lösenordssäkerhet eftersom det gör brute-force-attacker lättare. Lösenordsbaserade Nyckelavledningsfunktioner (PBKDFs), som PBKDF2, bcrypt och scrypt, är designade för att motverka dessa attacker genom att införliva ett salt (för att försvara mot rainbow table-attacker) och använda en teknik känd som nyckelstretchning. Nyckelstretchning saktar medvetet ned hashningprocessen, vilket avsevärt kan avskräcka obehörig åtkomst.
Utvecklingen till Säkrare Hashning
Allt eftersom cybersäkerhet utvecklades blev otillräckligheterna i tidiga hashalgoritmer som MD5 och SHA-1 uppenbara, vilket ledde till utvecklingen av algoritmer specifikt designade för lösenordssäkerhet, såsom bcrypt, scrypt och Argon2 eller så kallade Lösenordsbaserade Nyckelavledningsfunktioner (PBKDFs).
OWASP Rekommendationer
Enligt OWASP är de rekommenderade algoritmerna för lösenordshashning bcrypt, scrypt och Argon2. Dessa föredras för sitt robusta försvar mot brute-force-attacker och deras inbyggda mekanismer för salt och nyckelstretchning.
bcrypt
bcrypt är en lösenordshashningsfunktion härledd från Blowfish-ciffer. Den införliver ett salt för att skydda mot rainbow table-attacker och använder en kostnadsparameter för att öka beräkningstiden (och därmed svårigheten) för att generera hashen. Denna kostnadsfaktor är justerbar, vilket tillåter algoritmen att skalas med hårdvaruförbättringar.
Nyckelparametrar:
- Kostnadsfaktor: Kontrollerar mängden nyckelutvidgningsrundor; högre värden ökar säkerheten men gör också hashningprocessen långsammare.
OWASP rekommenderar att använda en arbetsfaktor på 10 eller mer med en lösenordsgräns på 72 bytes.
scrypt
scrypt är designad att vara både minnes- och tidsintensiv för att motstå storskaliga specialbyggda hårdvaruattacker. Den kan konfigureras att kräva en viss mängd minne och inkluderar även ett salt och en iterationsräkning, liknande PBKDF2.
Nyckelparametrar:
- N (CPU/minneskostnad): Bestämmer antalet iterationer, vilket direkt påverkar minnes- och CPU-användning.
- r (blockstorlek): Justerar blockstorleken, vilket påverkar minnesanvändningen och mixningstiden.
- p (paralleliseringsparameter): Specificerar antalet parallella trådar som kan köras; används för att anpassa algoritmen till antalet kärnor.
OWASP rekommenderar att använda en minsta CPU/minneskostnadsparameter på (2^17), en minsta blockstorlek på 8 (1024 bytes) och en paralleliseringsparameter på 1.
Argon2
Argon2, vinnaren av Password Hashing Competition 2015, kommer i två varianter: Argon2d och Argon2i. Argon2d är optimerad för miljöer där hotet från sidokanalsattacker är lågt, medan Argon2i är optimerad för att motstå sidokanalsattacker. Den införlivar också nyckelfunktioner från både bcrypt och scrypt.
Nyckelparametrar:
- Minneskostnad: Specificerar mängden minne som används under hashningprocessen.
- Tidskostnad: Bestämmer mängden beräkning som genomförs och påverkar hashningstiden.
- Parallelism: Definierar antalet trådar som ska användas under hashningprocessen.
OWASP rekommenderar att använda Argon2id med en minsta konfiguration av 19 MiB minne, en iterationsräkning på 2 och 1 grad av parallellism.
Med tanke på de ständigt föränderliga säkerhetshoten och motåtgärderna är det avgörande att hålla sig uppdaterad med de senaste metoderna inom lösenordssäkerhet. För de mest aktuella och omfattande rekommendationerna, hänvisas till OWASP Password Storage Cheat Sheet på OWASP:s officiella webbplats. Se till att regelbundet granska dessa riktlinjer för att följa bästa praxis inom cybersäkerhet.
Vikten av Slumpmässiga Lösenord
Medan användningen av moderna hashalgoritmer är avgörande, spelar också sättet på vilket lösenord skapas och hanteras en kritisk roll i att upprätthålla säkerhet. Slumpmässiga lösenord för varje webbplats är viktiga av flera skäl:
- Legacy-system: Många webbplatser använder fortfarande föråldrade hashalgoritmer eller, ännu värre, lagrar lösenord i klartext. Dessa metoder lämnar användardata extremt sårbara för stöld och missbruk.
- Säkerhet över flera webbplatser: Om en webbplats med svag säkerhet komprometteras säkerställer unika lösenord att andra konton förblir säkra.
- Automatiserade attacker: Genom att använda komplexa och unika lösenord minskar risken för att bli offer för automatiserade attacker som utnyttjar vanliga lösenord och kända hashningar.
Slutsats
Från MD5 och SHA-1 till moderna algoritmer som bcrypt och Argon2 har lösenordshashning genomgått betydande transformationer. Eftersom cyberhot fortsätter att utvecklas, är antagandet av moderna hashalgoritmer och säkerställandet av användandet av slumpmässiga, unika lösenord för varje webbplats viktiga metoder för att skydda online-säkerheten. Dessa strategier förhindrar inte bara kompromettering av individuella konton utan förstärker också den övergripande säkerhetshållningen mot alltmer sofistikerade attacker.
