java - PBKDF2WithHmacSHA512 对比。 PBKDF2WithHmacSHA1

Question

我正在开发一个 Java 身份验证子系统，它将数据库中的密码存储指定为 PBKDF2 生成的哈希值，我现在正在尝试决定是否应该使用 SHA1 或 SHA512 作为 PRF。我浏览了两者的规范，但它们在数学上对我来说非常密集。有更好的加密理解的人可以解释 PBKDF2WithHmacSHA512 与 PBKDF2WithHmacSHA1 有何不同吗？

这是我想要做的:

private static final int HASH_BYTE_SIZE = 64 * 8; // 512 bits
private static final int PBKDF2_ITERATIONS = 1000;      

// generate random salt
SecureRandom random = new SecureRandom();
byte salt[] = new byte[SALT_BYTE_SIZE]; // use salt size at least as long as hash
random.nextBytes(salt);

// generate Hash
PBEKeySpec spec = new PBEKeySpec(password, salt, PBKDF2_ITERATIONS, HASH_BYTE_SIZE);
SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA1"); // we would like this to be "PBKDF2WithHmacSHA512" instead? What Provider implements it?
byte[] hash = skf.generateSecret(spec).getEncoded();

// convert hash and salt to hex and store in DB as CHAR(64)...

Answer 1

让我们逐个分解单词:

PBKDF2--WithHmac--SHA512

让我们一步一步地回顾它

• PBKDF2

  代表 Password-based-Key-Derivative-Function，是 PBKDF1 的继承者，用于实现伪随机函数，例如输入密码或密码短语的加密哈希、密码或 HMAC 以及盐值和多次重复该过程以生成派生 key ，然后可以将其用作后续操作中的加密 key 。

• HMAC

  Keyed-Hash Message Authentication Code (HMAC) 是一种用于计算消息认证码 (MAC) 的特定结构，其中涉及加密散列函数与 key 的组合。任何密码散列函数，可用于计算 HMAC；生成的 MAC 算法相应地称为 HMAC-MD5 或 HMAC-SHA1。

• SHA512

  嗯，你知道的.. :P

现在，回到你的问题，代码行:

SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA1");

指定 keyFactory 使用算法 PDBKDF2WithHmacSHA1。当你会做类似的事情时:

SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA512");

你告诉工厂使用算法PBDKF2WithHmacSHA512。

PBKDF2WithHmacSHA1 和 PBKDF2WithHmacSHA512 的主要区别在于:

1. PBKDF2WithHmacSHA1 将产生 160 位的哈希长度。
2. PBKDF2WithHmacSHA512 将产生 512 位的哈希长度。

因此后者更安全。但双方都存在关于哪些足以加密的争论。没有辩论。只是说说而已。

关于这两种算法的一些附加信息:

1. HMACSHA1

   HMACSHA1 is a type of keyed hash algorithm that is constructed from the SHA1 hash function and used as an HMAC, or hash-based message authentication code. The HMAC process mixes a secret key with the message data, hashes the result with the hash function, mixes that hash value with the secret key again, and then applies the hash function a second time. The output hash is 160 bits in length.

2. HMACSHA512

   HMACSHA512 is a type of keyed hash algorithm that is constructed from the SHA-512 hash function and used as a Hash-based Message Authentication Code (HMAC). The HMAC process mixes a secret key with the message data and hashes the result. The hash value is mixed with the secret key again, and then hashed a second time. The output hash is 512 bits in length.

主要优点是 HmacWith512 比 HmacWith256 更安全。例如

HMAC_SHA1("key","The quick brown fox jumps over the lazy dog") = 0xde7c9b85b8b78aa6bc8a7a36f70a90701c9db4d9

HMAC_SHA512("key","The quick brown fox jumps over the lazy dog") = 0xb42af09057bac1e2d41708e48a902e09b5ff7f12ab428a4fe86653c73dd248fb82f948a549f7b791a5b41915ee4d1ec3935357e4e2317250d0372afa2ebeeb3a

差异非常大(如图所示)。希望能帮助到你。 :)

编辑:正如 OP 提到的

PBEKeySpec(char[] password, byte[] salt, int iterationCount, int keyLength)

参数keyLength用于表示对 key 长度的偏好 用于可变 key 大小的密码。实际的 key 大小取决于每个提供者的实现。因此说，做类似的事情

PBEKeySpec(password, salt, int 100, 512) 并不意味着您将使用 SHA1 来生成 512 的 keyLength。它只是意味着。 SHA1 最多支持 160 位。你不能超过那个。

关于第二个问题，请看HMAC-SHA1 .有许多声明说，如果您使用长散列，像 SHA256 这样的算法非常好。

另外，根据美国国家安全局:

The NSA specifies that "Elliptic Curve Public Key Cryptography using the 256-bit prime modulus elliptic curve as specified in FIPS-186-2 and SHA-256 are appropriate for protecting classified information up to the SECRET level. Use of the 384-bit prime modulus elliptic curve and SHA-384 are necessary for the protection of TOP SECRET information.

我认为将 HMAC 函数与 SHA512 结合使用是非常安全的。