最早在大学的时候，只知道用 MD5 来存用户的账号的密码，但其实这非常不安全，而所用到的哈希函数，深入挖掘，也发现并不简单……
一、普通的 Hash 函数
哈希（散列）函数是什么就不赘述了。
1、不推荐
RC4, MD4, MD5, SHA-0, SHA-1, DES, 2DES 等
2、推荐
SHA-2(SHA-256, SHA-384, SHA-512)、SHA-3、Blake2 等
美国国家标准和技术协会（NIST）宣布，2010 年后开始逐步取消 SHA-1 作为安全哈希算法的资格，取而代之的是其更强大的变异算法：SHA-224、SHA-256、SHA-384 和 SHA-512。无论是否遵循 NIST 的标准，至少使用 SHA-256 算法加密密码总是好的。
二、应对普通哈希容易被破解的策略
就像攻与矛的互相增强，哈希函数哪怕用到 SHA-3 以上，都还是有被轻易破解的风险。于是我们有其他额外的办法来解决这个问题。
1、加盐（salt）
加盐就是对目标字段哈希前，拼接上另一个字段（salt）。
注：盐值加到字段之前较为普遍。
加盐对防彩虹表很有效。
注意点：
- 盐不能太短
- 盐不能重复使用（否则一破解，所有的都遭殃）
- 盐随机变化（例如，虽用户名不重复，但用户名不能拿来当盐）
盐的本质是将
无差别攻击转化为针对性攻击。
1.1、【拓展】针对 salt 的另一种做法 —— HMAC
HMAC（Keyed-Hashing for Message Authentication）其实也是一种特殊的加盐，只是这个 salt 用更安全的密钥代替了。
具体介绍可以看我之前一篇：《破解另一家网站的反爬机制 & HMAC 算法》
2、慢哈希
高端的显卡（GPU）和定制的硬件可以每秒进行数十亿次哈希计算，因此这类攻击依然可以很高效。为了降低攻击者的效率，我们可以使用慢哈希，即迭代进行很多次哈希运算。
那么迭代多少次比较安全呢？来自 NIST 官方的建议：
- 2000 年 9 月，建议迭代一千次
- 2015 年 - 2018年，建议迭代一万次
- 2017 年 6 月，建议迭代十万次
三、密码哈希函数（Password Hash）
密码哈希函数（Password Hash）可以用来应对普通哈希容易被破解的问题（也用到了上面所提到的两个策略）。
下面列举的顺序是按照时间顺序，安全程度和推荐指数也逐级递增。
1、PBKDF2
比较老，很少有人用了，略。
2、Bcrypt
这是我司目前用的。（不过有过时的隐患，建议换掉）
（1）介绍
bcrypt 是由 Niels Provos 和 DavidMazières 基于 Blowfish 密码设计的密码哈希函数，于 1999 年在 USENIX 上提出。
bcrypt 函数是 OpenBSD 和其他系统（包括某些 Linux 发行版，例如 SUSE Linux）的默认密码哈希算法。
（2）使用（Node.js）
安装：npm i bcryptjs
bcryptjs跟 C++ 的 bcrypt 兼容，但因为是纯 JavaScript 编写的，因此速度较慢（约 30％）。
用法：
Sync 方法（Async 方法略）：
const bcryptjs = require(‘bcryptjs‘);
// 1、生成 安全因子
const salt = bcrypt.genSaltSync(10);
// 2、执行 哈希函数
const password = bcryptjs.hashSync(plainPassword, bcryptjs.genSaltSync(salt));
// 另一种方法：快速执行
const SALT_FACTOR = 10;
const password = bcryptjs.hashSync(plainPassword, bcryptjs.genSaltSync(SALT_FACTOR));
// 3、比较是否相等
bcryptjs.compareSync(plainPassword, password);
注：代码里出现的安全因子，值的大小决定了哈希函数会有多慢。（即慢哈希）
3、Scrypt
没用过，略。
4、Argon2
（1）介绍
2013 年 NIST（美国国家标准与技术研究院）邀请了一些密码学家一起，举办了密码哈希竞赛 PHC（Password Hashing Competition）。Argon2 在 2015 年 7 月赢得了冠军。
大赛列出了参赛算法可能面临的攻击手段：
- 哈希算法破解（原值还原、哈希碰撞等）；
- 查询表/彩虹表攻击；
- CPU 优化攻击；
- GPU、FPGA、ASIC 等专用硬件攻击；
- 旁路攻击；
（2）使用（Node.js）
1、准备
You can skip this section if the prebuilt binaries work for you.
You MUST have a node-gyp global install before proceeding with install, along with GCC >= 5 / Clang >= 3.3. On Windows, you must compile under Visual Studio 2015 or newer.
node-argon2 works only and is tested against Node >=10.0.0.
---
OSX
To install GCC >= 5 on OSX, use homebrew:
$ brew install gcc
Once you‘ve got GCC installed and ready to run, you then need to install node-gyp, you must do this globally:
$ npm install -g node-gyp
Finally, once node-gyp is installed and ready to go, you can install this library, specifying the GCC or Clang binary to use:
$ CXX=g++-6 npm install argon2
NOTE: If your GCC or Clang binary is named something different than g++-6, you‘ll need to specify that in the command.
2、安装
npm i argon2
3、使用
const argon2 = require(‘argon2‘);
(async () => {
try {
// const hash = await argon2.hash("password");
// 更多选项（以下都是默认值）
const hash = await argon2.hash("password", {
type: argon2.argon2i,
hashLength: 32, // 哈希函数输出的字节长度(请注意，生成的哈希是使用Base64编码的，因此长度将增加约1/3)
timeCost : 3, // 时间成本是哈希函数使用的通过次数（迭代次数）
memoryCost: 2 ** 16, // 默认 4096（单位 KB，即 4MB）
parallelism :1, //用于计算哈希值的线程数量。每个线程都有一个具有memoryCost大小的内存池
})
console.log("hash", hash)
const is = await argon2.verify(hash, "password")
console.log("is", is) // true
} catch (err) {
console.error("err", err)
}
})()
（3）参数
1、type：
-
argon2d更快且对GPU攻击具有高度抵抗力，这对于加密货币很有用 -
argon2i速度较慢且可以抵御权衡攻击，因此首选用于密码哈希和密钥派生 -
argon2id是上述内容的混合组合，可以抵抗GPU和权衡攻击
因为我们是用于密码的 hash，用默认的 argon2i 即可。
2、（慢）哈希相关参数
① memoryCost 内存开销，它定义了内存的使用情况
好的起点是 0.75 *（RAM / number_of_users) 起步。
② parallelism 并行程度，它定义了线程的数量
最佳起点是内核数。
③ timeCost 时间开销，它定义了执行的时间
建议在系统上运行它，并确定与内存和处理器使用时间限制相匹配的最大参数。
如前所述，本质是在安全性和可用性之间取得平衡。
3、其他参数
salt：默认值是未设置，将生成加密安全的随机盐。
saltLength：默认16。
version：您不应更改此设置，因为最新版本更强大。
5、密码哈希是如何解决普通哈希容易被破解的问题
上面介绍了 二、应对普通哈希容易被破解的策略 ，我们可以看看密码哈希是如何运用并符合这些策略的。
（1）针对 salt
密码哈希使用 CSPRNG（Cryptographically Secure Pseudo-Random Number Generator）密码学安全伪随机数生成器生成盐。
CSPRNG 是加密安全（Cryptographically Secure）的，（加密安全的意思即）意味着用它产生的随机数更加随机，且不可预测。
普通的计算机随机数算法并不是很随机。
注：盐值本身就在存在于哈希后的字符串中（其实还可能包括版本、慢哈希迭代次数等），当调用跟明文比对的方法时，模块内部会提取出盐值进行验证。
（2）针对 慢哈希
Bcryoy 的安全因子和 Argon2的 timeCost 参数，都是针对慢哈希的配置。
6、结论
我司使用的 Bcrypt 其实在今年（2020年），已经不安全了，推荐至少使用 Scrypt，有条件上 Argon2。
四、常见问题
问1：我用我自己实现哈希算法，不用公开现成的，越古怪越好，坏人不就猜不到了吗？
答：不建议。
首先介绍下密码学上的柯克霍夫原则（Kerckhoffs‘s principle，也称为柯克霍夫假说、公理、或定律），由奥古斯特·柯克霍夫在 19 世纪提出：即使密码系统的任何细节已为人悉知，只要密匙（key，又称密钥或秘钥）未泄漏，它也应是安全的。信息论的发明者克劳德·香农则改成说：“敌人了解系统”，这样的说法则称为香农箴言。
基于这个原则：
- 1、你自己实现的再古怪，毕竟你不是密码专家，很难确保不被坏人破解（可能自己实现后看似复杂，实际更容易破解了）。
- 2、如果自己包含哈希算法的代码泄露，它很脆弱，难保不会被坏人破解。
问2：既然现在都是 https，前端传给后端的明文密码，就懒得加哈希了，可以吗？
还是建议前端也进行哈希（虽然前端的哈希算法容易暴露）。不要漏掉任何一个环节。
五、实操
Dropbox 公司曾公开分享过自己对用户账号的密码加密的策略，使用了三层加密：
1、password
即明文密码。
2、SHA512
在 bcrypt 前做 SHA512，是因为有些 bcrypt 实现会把散列值长度截至 72 字节，从而降低了密码的熵值，而有的则允许变长密码，这样容易受到 DoS 攻击。使用 SHA512 散列可以得到固定长度的 512 字节散列值，避免了上述的两个问题。
”而有的则允许变长密码，这样容易受到 DoS 攻击“，这句话我不是很理解，待写。
3、bcrypt
上面说过，不赘述了。
4、AES256
AES256 会用到密钥，俗称胡椒粉（pepper）。密钥需要被单独存储，最好存储在外部系统：如物理上隔离的服务端、甚至特殊的硬件设备（如 YubiHSM） 。
这里的 AES256 也可以用 HMAC 代替。不过前者安全性更好些。