Yii密码加密与验证（源码分析）

ゝ一纸荒年。 2022-09-24 06:18 199阅读 0赞

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yii权威指南上，关于处理密码，提供了两种帮助函数，那么其工作原理是什么呢？

public function generatePasswordHash($password, $cost = null)
    {
        if ($cost === null) {
            $cost = $this->passwordHashCost;
        }
    
        if (function_exists('password_hash')) {//如果存在password_hash()方法，就使用该方法返回加密后的结果
            /** @noinspection PhpUndefinedConstantInspection */
            return password_hash($password, PASSWORD_DEFAULT, ['cost' => $cost]);
        }
    
        $salt = $this->generateSalt($cost);//如果不存在password_hash()方法，就使用cypt+salt的形式返回哈希化的结果
        $hash = crypt($password, $salt);
        // strlen() is safe since crypt() returns only ascii
        if (!is_string($hash) || strlen($hash) !== 60) {
            throw new Exception('Unknown error occurred while generating hash.');
        }
    
        return $hash;
    }

关于上述代码，需要讲解的是

password\_hash()，在(PHP 5 >= 5.5.0, PHP 7)中，提供的新函数，用于创建哈希密码：

string **password\_hash** ( string `$password` , integer `$algo` \[, array `$options` \] )

第一个参数为所要加密的用户密码，第二个参数为密码算法常数（PASSWORD\_DEFAULT, PASSWORD\_BCRYPT）第三个参数为选项

具体用法详见 [http://php.net/manual/en/function.password-hash.php][http_php.net_manual_en_function.password-hash.php] 这里不在做过多解释

哈希值创建完毕，我们可以用password\_verify()来校验密码是否和哈希值匹配：

boolean password\_verify ( string $password , string $hash )，它接收2个参数：密码和哈希值，并返回布尔值，可以用于检查之前生成的哈希值是否和密码匹配。

接下来咱们重点分析一下使用crypt()函数加盐值的方式：

protected function generateSalt($cost = 13)
    {
        $cost = (int) $cost;
        if ($cost < 4 || $cost > 31) {
            throw new InvalidParamException('Cost must be between 4 and 31.');
        }
    
        // Get a 20-byte random string
        $rand = $this->generateRandomKey(20);
        // Form the prefix that specifies Blowfish (bcrypt) algorithm and cost parameter.
        $salt = sprintf("$2y$%02d$", $cost);
        // Append the random salt data in the required base64 format.
        $salt .= str_replace('+', '.', substr(base64_encode($rand), 0, 22));
    
        return $salt;
    }

salt的生成：

sprintf()函数：把百分号（%）符号替换成一个作为参数进行传递的变量

$salt = sprintf("$2y$%02d$",$cost); = $2y$13$

generateRandomKey()方法为yii生成了一个20字节长度的随机数     然后最后将$rand使用base64_encode加密取前0-22个，将+换为.,然后前面在拼接上$salt     yii使用的是如下方法

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就此加密过程就结束了

关于验证密码：

public function validatePassword($password, $hash)
    {
        if (!is_string($password) || $password === '') {
            throw new InvalidParamException('Password must be a string and cannot be empty.');
        }
    
        if (!preg_match('/^\$2[axy]\$(\d\d)\$[\.\/0-9A-Za-z]{22}/', $hash, $matches)
            || $matches[1] < 4
            || $matches[1] > 30
        ) {
            throw new InvalidParamException('Hash is invalid.');
        }
    
        if (function_exists('password_verify')) {//如果存在passwo_verify则直接使用其验证密码，和password_hash()配套
            return password_verify($password, $hash);
        }
    
        $test = crypt($password, $hash); //将用户输入的密码和哈希密码进行crypt()加密
        $n = strlen($test);//获取字节长度
        if ($n !== 60) {
            return false;
        }
    
        return $this->compareString($test, $hash);//compareString慢比较，两个密码，并返回Boolean类型
    }

public function compareString($expected, $actual)
    {
        $expected .= "\0";
        $actual .= "\0";
        $expectedLength = StringHelper::byteLength($expected);//mb_strlen($var,8bit)计算长度的，以防编码不一造成长度计算不一致
        $actualLength = StringHelper::byteLength($actual);
        $diff = $expectedLength - $actualLength;//两个长度差
        for ($i = 0; $i < $actualLength; $i++) {//逐一比较
            // $diff|= () 等价于 $diff = $diff | ()  取或  此处，一旦为结果为1，则不可能置零
            // ^ 为按位异或，相同为0，不同非0
            $diff |= (ord($actual[$i]) ^ ord($expected[$i % $expectedLength]));
        }
        //如果按位取或之后，$diff仍然为0，则说明两密码绝对相等
        return $diff === 0;
    }

为什么要用这种比较方法：

让比较过程耗费固定的时间（全部比较完再返回结果）可以保证攻击者无法对一个在线系统使用计时攻击，以此获取
    密码的哈希值，然后进行本地破解工作。

比较两个字节序列（字符串）的标准做法是，从第一字节开始，每个字节逐一顺序比较。只要发现某字节不相同了， 就可以立即返回“假”的结果。如果遍历整个字符串也没有找到不同的字节，那么两个字符串就是相同的，并且返回“真”。 这意味着比较字符串的耗时决定于两个字符串到底有多大的不同。     举个例子，使用标准的方法比较“xyzabc”和“abcxyz”，由于第一个字符就不同，不需要检查后面的内容就可以马上 返回结果。相反，如果比较“aaaaaaaaaaB”和“aaaaaaaaaaZ”，比较算法就需要遍历最后一位前所有的“a”，然后才能知 道它们是不相同的。     攻击方式：首先攻击者准备256个字符串，它们的哈希值的第一字节包含了所有可能的情况。然后用它们去系统中尝 试登录，并记录系统返回结果所消耗的时间，耗时最长的那个就是第一字节猜对的那个。接下来用同样的方式猜测第二 字节、第三字节等等。直到攻击者获取了最够长的哈希值片段，最后只需在自己的机器上破解即可，完全不受在线系统的 限制。

上述方法可以简化为如下方式：

private static boolean slowEquals(byte[] a, byte[] b)
    {
        int diff = a.length ^ b.length;
        for(int i = 0; i < a.length && i < b.length; i++)
        diff |= a[i] ^ b[i];
        return diff === 0;
    }

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[http_php.net_manual_en_function.password-hash.php]: http://php.net/manual/en/function.password-hash.php
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